Papel neuroprotector de las células mesenquimales humanas a nivel ocular en la esclerosis múltiple

Resumen

Entre las enfermedades neurodegenerativas del sistema nervioso central, la esclerosis múltiple (EM) es una enfermedad inflamatoria crónica considerada causa principal de discapacidad neurológica no traumática en el adulto joven. Los tratamientos actuales se basan en el uso de inmunosupresores para control de la inflamación en fases precoces. Estos tratamientos han demostrado la reducción en las tasas de recurrencia y actividad de la enfermedad, pero han tenido un impacto modesto en la progresión de la misma y la discapacidad asociada, sobre todo en formas agresivas. Modelos animales de EM han permitido recientemente estudiar el efecto de las hMSCs (células mesenquimales humanas) tras infusión endovenosa, y han demostrado una disminución en el grado de la lesión, una reducción de los déficits funcionales a corto plazo y, lo que es más llamativo, una mejoría de la recuperación a largo plazo como consecuencia de un efecto inmunomodulador, asociado a un potencial neuroprotector (reducción de la astrogliosis y aumento del número de oligodendrocitos y neuronas) . En el cerebro adulto humano existe una capacidad limitada para la regeneración axonal. Esto es debido a múltiples mecanismos convergentes entre los que se encuentran la inhibición del crecimiento axonal, la inhibición de las células madre neurales endógenas y la sobreexpresión de moléculas inhibidoras por células reactivas en los sitios de lesión. Una vez se ha formado la “cicatriz astroglial”, poco se puede hacer, ya que ha formado una barrera bioquímica y física para la reparación. Existe un tipo de moléculas que inhiben la regeneración axonal y que se asocian a la mielina (MAIs del inglés Myelin-Associated Inhibitors). Tres de ellas han sido ampliamente estudiadas: Nogo-A, MAG, y OMgp. Convergen todas en el receptor Nogo (NgR1), se ha demostrado que el papel que desempeña Nogo en la EM es impedir la recuperación funcional de las lesiones mediante una inhibición del crecimiento axonal . Considerando los antecedentes mencionados anteriormente, las hMSCs nos ofrecen la posibilidad teórica de conseguir dos efectos, inmunomodulador y neuroprotector. Estos efectos, junto con estrategias que actúen localmente sobre la reparación axonal (bloqueo NogoA), podrían resultar en un beneficio clínicamente significativo para los pacientes con EM. HIPÓTESIS Y OBJETIVOS Partiendo del conocimiento de que las hMSC poseen tropismo por las regiones inflamadas y del papel neurorregenerador del bloqueo del receptor de Nogo, planteamos las siguientes hipótesis: 1. Existe tropismo de MSC al microambiente inflamatorio del nervio óptico del modelo animal de esclerosis mu?ltiple. 2. Debido a este tropismo de las MSC es posible su accio?n neuroprotectora a nivel ocular, lo que resulta una mejoría histológica en la neuritis óptica. Los objetivos que planteamos son: 1. Estudio del microambiente celular inflamatorio del nervio óptico y la retina en el modelo animal de EM. 2. Estudio de la respuesta neuroprotectora y neurorregeneradora, en el nervio óptico y la retina, de las ce?lulas mesenquimales humanas (hMSCs) transfectadas con un gen neurorregenerador (forma dominante negativa del receptor de Nogo). MATERIALY MÉTODOS En esta tesis doctoral hemos generado un modelo animal de EM, un modelo de EAE (encefalitis autoinmune experimental) con la proteína de la mielina (MOG) en ratón B6/C57, tras la inmunización hemos estudiado los cambios que ocurren en la retina y nervio óptico (NO) y hemos analizado el efecto de la infusión endovenosa de células mesenquimales transfectadas con un gen específico (MSC-NogoRDN) para favorecer la regeneración axonal. Los animales del modelo EAE, fueron monitorizados y seguidos mediante escalas de discapacidad motora. Los globos oculares, retinas y nervios ópticos, se obtuvieron y procesaron para: 1) técnicas de examen morfológico y morfométrico a microscopía óptica, 2) técnicas de inmunofluorescencia, 3) técnicas de examen ultraestructural a microspopía electrónica. RESULTADOS Con los resultados obtenidos de la monitorización de los animales, en los dos grupos inmunizados (MOG vs MOG+MSC-NogoRDN ), los animales que recibían tratamiento, presentaron un periodo libre de enfermedad mayor y tuvieron menor discapacidad que los animales no tratados. Los resultados demostraron una mejoría en los parámetros analizados en NO y retina tras la administración de MSCs transfectadas. En el caso de la retina, disminuyó la pérdida de CGR (aunque fue más una tendencia que no alcanzó significación estadística) y en el NO evitó la pérdida de mielina en un 34% y reducía el grado de inflamación (en forma de gliosis y celularidad inflamatoria), este último con p=0.002. CONCLUSIONES En base a los resultados obtenidos en los experimentos descritos en esta Tesis Doctoral , en el modelo EAE generado en ratón B6/C57, mediante MOG concluimos: 1.-El microambiente inflamatorio, que habíamos generado, el cual presentó una alteración significativa de la capa de CGR morfológica y cuantitativa; y el NO se vio afectado con una gliosis reactiva y aumento del daño axonal. 2.-Encontramos un efecto neuroprotector tras la administración de MSCs transfectadas con NogoRDN, apreciándose menor pérdida de CGR, disminución de la pérdida de mielina y menor grado de inflamación en el NO 3.-No encontramos un efecto regenerador debido al bloqueo de Nogo, no se consiguió revertir el daño axonal. 4.-Confirmamos el tropismo de las hMSC al tejido inflamado del NO, después de su inoculación endovenosa.