Immunomodulatory and differentiation properties of MSCs in a mouse model of the injured cornea and retina

Abstract

Kmenové buňky obecně představují potenciál pro léčbu řady onemocnění a poruch, které jsou v dnešní době léčitelné pouze obtížně nebo s řadou vedlejších účinků. Mezi dnes velmi zkoumané kmenové buňky patří námi použité mezenchymální kmenové buňky (MSCs, mesenchymal stem cells). MSCs mají značný imunomodulační a regenerační potenciál pro terapii degenerativních poruch a závažných poškození různých částí oka nebo i dalších orgánů. Stejně tak by jejich aplikace mohla sloužit jako podpůrná léčba při transplantacích rohovky a jiných zánětlivých stavech oka. Při studiu těchto imunomodulačních vlastnosti MSCs jsme se zaměřili především na jejich schopnost diferenciace v buňky různých tkání (v našem případě rohovkového epitelu a sítnice), produkci imunomodulačních molekul v zánětlivém prostředí, schopnosti migrace do místa poškození a jejich lokální protizánětlivé, regenerační a antiapoptotické působení. Terapeutické účinky MSCs jsme testovali na myším modelu poškození povrchu oka, modelu degenerace sítnice a mechanismus tohoto účinku jsme testovali v in vitro modelech s explantáty těchto tkání. Při léčbě závažných poškození rohovky je již používána terapie pomocí limbálních kmenových buněk. Tato léčba je však vhodná pouze pro určité malé procento pacientů, u kterého je potřeba tyto kmenové buňky získat ze...

Stem cells, in general, represent the potential for treating many diseases and disorders that are currently difficult to treat or the therapy has many side effects. One of the stem cells widely investigated these days are mesenchymal stem cells (MSCs). MSCs have the considerable immunomodulatory and regenerative potential for treating degenerative disorders and severe damage to various parts of the eye or other organs. Likewise, their application could serve as supportive therapy in corneal transplantation and other eye inflammatory conditions. In this study of immunomodulatory properties of MSCs, we have focused mainly on their ability to differentiate into cells of different tissue types (in our case, corneal epithelium and retina), their production of immunomodulatory molecules in the inflammatory environment, their ability to migrate to the site of the injury, and their local anti-inflammatory, regenerative, and anti-apoptotic effects. In addition, we tested the therapeutic effects of MSCs in a mouse model of ocular surface injury and a model of retinal degeneration. Finally, we investigated the mechanism of this effect in in vitro models with explants of these tissues. Limbal stem cells (LSCs) are already used to treat severe corneal damage as limbal stem cell deficiency. However, this...