Introduktion
Glaukom Ă€r en ledande orsak till irreversibel blindhet över hela vĂ€rlden, eftersom de retinala gangliecellerna (RGC) som förbinder ögat med hjĂ€rnan dör och inte kan regenerera (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Utan RGC kan visuella signaler frĂ„n nĂ€thinnan inte nĂ„ hjĂ€rnans centra (som nucleus geniculatus lateralis och colliculus superior), vilket leder till synförlust. Nuvarande glaukombehandlingar (t.ex. sĂ€nkning av intraokulĂ€rt tryck) kan skydda överlevande RGC, men kan inte Ă„terstĂ€lla de som redan förlorats (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Stamcellsterapi syftar till att ersĂ€tta förlorade RGC genom att differentiera humana pluripotenta stamceller (antingen embryonala stamceller, ESC, eller inducerade pluripotenta stamceller, iPSC) till RGC och transplantera dem till ögat (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). I princip skulle detta kunna tillhandahĂ„lla en obegrĂ€nsad kĂ€lla av retinala nervceller (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Men att förverkliga denna vision krĂ€ver att man övervinner enorma utmaningar: de nya RGC mĂ„ste överleva, lĂ„ta axoner vĂ€xa genom ögats utgĂ„ng (lamina cribrosa) in i synnerven, navigera lĂ„nga strĂ€ckor till exakta hjĂ€rnmĂ„l, bilda funktionella synapser och bli myeliniserade â allt i den hĂ€mmande miljön i det vuxna centrala nervsystemet.
Denna artikel granskar det senaste inom framstĂ€llning av RGC frĂ„n mĂ€nskliga stamceller och transplantation av dem i djurmodeller. Vi diskuterar sedan kritiska hinder för framgĂ„ng â axonförlĂ€ngning genom lamina cribrosa, vĂ€gledning till talamiska och kolliculĂ€ra mĂ„l, synapsbildning och myelinisering â samt sĂ€kerhetsfrĂ„gor (immunologisk avstötning, tumörrisk) och leveransmetoder (intravitreal vs. subretinal injektion). Slutligen ger vi en realistisk bedömning av nĂ€r âförst-i-mĂ€nniskaâ-studier för glaukom kan vara genomförbara och vilka utfallsmĂ„tt de skulle krĂ€va. GenomgĂ„ende strĂ€var vi efter tydlighet: nyckelbegrepp Ă€r markerade med fetstil och alla tekniska begrepp förklaras för en lekmannapublik.
Differentiering av RGC frÄn humana pluripotenta stamceller
Forskare har utvecklat mĂ„nga protokoll för att omvandla humana ESC eller iPSC till RGC-liknande nervceller. Vanligtvis leds stamcellerna först till ett retinalt progenitor-tillstĂ„nd med hjĂ€lp av kombinationer av tillvĂ€xtfaktorer och smĂ„ molekyler som hĂ€rmar ögonutveckling (till exempel FGF, IGF, BMP, Wnt och Notch-signalvĂ€gsmodulatorer) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Under rĂ€tt förhĂ„llanden kommer dessa celler att ytterligare differentiera till RGC, vilket kan bekrĂ€ftas av RGC-markörer. Viktiga markörer inkluderar transkriptionsfaktorerna BRN3B (POU4F2) och ISL1, det RNA-bindande proteinet RBPMS, det neuronala cytoskelettproteinet ÎČ-III tubulin (TUJ1) och synuclein-Îł (SNCG). En studie visade faktiskt att PSC-deriverade kulturer uttryckte flera RGC-markörer: âtranskriptionsfaktorer som BRN3, ISL1 och SNCGâ dök upp tillsammans med lĂ„nga neuriter, vilket bekrĂ€ftade en RGC-identitet (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Dessa stamcells-RGC liknar sina naturliga motsvarigheter i genuttryck och morfologi, förlĂ€nger lĂ„nga processer och avfyrar aktionspotentialer.
RGC Àr inte en enhetlig celltyp. Dussintals RGC-subtyper existerar (t.ex. rörelsekÀnsliga riktningsselektiva celler, on/off-centrumceller, intrinsikalt ljuskÀnsliga melanopsinceller, alfa-RGC, etc.), var och en med distinkta funktioner (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Djurstudier har katalogiserat över 30 RGC-subtyper med hjÀlp av anatomi och molekylÀra markörer (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), och bevis tyder pÄ att mÀnniskor har i storleksordningen 20 eller fler subtyper med unika kopplingar (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). I teorin skulle stamcellsprotokoll kunna anpassas för att producera specifika subtyper genom att justera utvecklingssignaler. I praktiken syftar de flesta nuvarande metoder till en blandad RGC-population. Forskare verifierar sedan subtypsmÄngfalden genom samfÀrgning för markörkombinationer: till exempel identifierade en studie om differentiering av mÀnskliga RGC kandidater för on-off riktningsselektiva RGC (uttrycker CART) och alfa-RGC (uttrycker SPP1/osteopontin) bland sina BRN3+-celler (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Optimering av subtypsspecificering Àr ett aktivt forskningsomrÄde, eftersom varje RGC-subtyp (med sina egna pre- och post-synaptiska partners) kommer att behöva lÀmplig integration in vivo (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Effektiviteten och hastigheten för RGC-generering har förbĂ€ttrats. Tidiga protokoll tog flera veckor eller mĂ„nader, men nyare metoder snabbar upp processen. Till exempel konstruerade Luo et al. överuttryck av transkriptionsfaktorn NGN2 plus ett neurotrofiskt medium för att producera RGC-liknande nervceller pĂ„ bara tvĂ„ veckor, jĂ€mfört med 1â2 mĂ„nader i tidigare 2D- eller 3D-kulturer (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Dessa celler uttryckte RGC-markörer och, nĂ€r de transplanterades till vuxna rĂ„ttögon, âmigrerade framgĂ„ngsrikt till gangliecellskiktet inom 1 veckaâ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). PĂ„ liknande sĂ€tt ger pluripotenta stamceller som odlas som 3D-retinala organoider (som Ă„terkapitulerar ögonutveckling) naturligt RGC tillsammans med andra retinala nervceller. Organoid-deriverade RGC tenderar att ha genuttrycksprofiler nĂ€rmare foster-RGC Ă€n 2D-kulturer, och mĂ„nga grupper skördar nu RGC-berikade celler frĂ„n organoider för transplantationsförsök (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Trots dessa framsteg förblir utbytet blygsamt och kulturerna heterogena. Protokollen producerar ofta en blandad retinal cellpopulation med en minoritet av RGC, och överlevnaden i kultur kan vara begrĂ€nsad (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Forskare anvĂ€nder vanligtvis cellsortering (t.ex. Thy1- eller BRN3-reportrar) för att rena RGC före transplantation. Ett viktigt mĂ„l Ă€r att uppnĂ„ mycket hög renhet, eftersom odifferentierade eller felplacerade celler riskerar att bilda tumörer. En nylig studie varnade för att âför translationella studier kommer det att vara avgörande att bestĂ€mma renheten hos donator-RGC för att minska risken för teratomutvecklingâ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Transplantation i djurmodeller: Ăverlevnad och integration
Ett antal prekliniska studier har nu testat humana stamcellsderiverade RGC i djurmodeller. MÄlen inkluderar att visa att transplanterade RGC kan överleva, integrera i vÀrdens nÀthinna, skicka ut axoner och (slutligen) överföra signaler. Experiment har frÀmst utförts pÄ gnagare (möss, rÄttor), men Àven pÄ större djur (katter) och icke-mÀnskliga primater.
Efter differentiering eller isolering av RGC in vitro levererar forskare dem till vÀrdens öga. TvÄ huvudstrategier Àr intravitreal injektion (injektion av celler i glaskroppen, ögats inre hÄlighet) eller subretinal leverans (placering av celler under nÀthinnan). Resultaten varierar:
- Intravitreal injektion Ă€r tekniskt okomplicerad för att rikta sig mot RGC (som finns pĂ„ den inre nĂ€thinneytan). Flera grupper har injicerat suspensioner av humana RGC eller retinala organoid-deriverade RGC i gnagarglaskroppen. Till exempel injicerade Vrathasha et al. cirka 50 000 humana iPSC-RGC intravitrealt i WS-möss och fann att de transplanterade cellerna lokaliserades inom gangliecellskiktet och överlevde minst fem mĂ„nader efter transplantation (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Dessa celler utvecklade normala dendritiska arborisationer och framkallade ljusdrivna aktionspotentialer nĂ€stan identiska med inhemska mus-RGC (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), vilket bevisar att de kunde integrera funktionellt Ă„tminstone i nĂ€thinnan. Luo et al. (2020) visade pĂ„ liknande sĂ€tt att hESC-deriverade RGC-liknande celler (överuttryckande NGN2) migrerade in i gangliecellskiktet hos vuxna rĂ„ttor inom en vecka (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Dessa resultat Ă€r uppmuntrande, men antalet celler som verkligen integreras Ă€r generellt sett litet. Vrathasha rapporterade ett genomsnitt pĂ„ cirka 672 överlevande donatorceller per musretina (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) â en liten fraktion av normala RGC-antal â vilket belyser den utmanande miljön.
Ett problem med enkla intravitreala suspensioner Ă€r att celler ofta klumpar ihop sig eller inte fĂ€ster. I en kattmodell av RGC-skada fann Becker et al. att intravitreal injektion av en cellsuspension ledde till cellaggregation och liten verklig integration (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). De noterade att anvĂ€ndning av en stomme kunde förbĂ€ttra överlevnaden och migrationen i nĂ€thinnan. Faktum Ă€r att vissa studier nu bĂ€ddar in RGC pĂ„ biomaterialstommar eller organoidvĂ€vnad för att stödja dem. Till exempel transplanterades humana retinala organoider (skörda RGC vid utvecklingsdag 60â70) subretinalt till kattögon. Med systemisk immunsuppression överlevde dessa organoidtransplantat minst 1 mĂ„nad och verkade bilda synaptiska kontakter med vĂ€rdneuroner (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Den subretinala metoden sĂ€kerstĂ€llde fast kontakt mellan donatorvĂ€vnad och nĂ€thinnan, medan intravitreala cellsuspensioner tenderade att flyta eller klumpa ihop sig. Ă andra sidan Ă€r subretinal leverans en mer komplex operation och kan begrĂ€nsas av tillgĂ€ngligt utrymme (det subretinala utrymmet Ă€r tunt hos fyrfotadjur och primater).
Hos smÄ gnagare förblir intravitreal leverans den vanligaste metoden. Efter injektion har framgÄngsrika donatorceller identifierats som migrerar till vÀrdretinas gangliecellskikt och uttrycker RGC-markörer (BRN3, RBPMS) under veckor till mÄnader (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Vissa studier rapporterar att donatorceller förlÀnger nya dendriter och till och med initiala axonutskott mot synnervshuvudet. Till exempel visade transplanterade hiPSC-RGC i möss utarbetade dendrittrÀd och (nÀr de stimulerades av ljus) genererade postsynaptiska potentialer, vilket indikerar att de hade bildat synapser med bipolÀra/amakrina interneuroner (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Det Àr dock viktigt att vara försiktig: erfarenheter med fotoreceptortransplantationer visar att överförda fluorescerande markörer ibland kan fÄ det att se ut som att transplantationsceller har integrerats nÀr de i sjÀlva verket bara överförde fÀrgÀmne till vÀrdceller (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Rigorös mÀrkning och funktionell testning behövs för att bekrÀfta sann integration. I alla hittillsvarande fall överlever och integreras endast en undergrupp av injicerade RGC. Till exempel injicerade Vrathasha et al. 500 000 celler men rÀknade senare endast cirka 0,13 % (ungefÀr 650 celler) som överlevande efter 5 mÄnader (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tydligtvis utövar vÀrdretinans miljö starka selektiva tryck, och överlevnad förblir en begrÀnsande faktor.
LeveransvÀgar: Intravitreal kontra subretinal
Valet av hur man levererar RGC till ögat har praktiska och biologiska konsekvenser. Intravitreala injektioner placerar celler i ögats gel (glaskroppen) bredvid nÀthinnan. Denna vÀg badar direkt den inre nÀthinnan men kan ocksÄ utsÀtta celler för diffusionsutmaningar (de mÄste fÀsta vid nÀthinneytan för att integreras). Som nÀmnts ovan kan cellsuspensioner utan stöd klumpa ihop sig; överlevnaden kan vara dÄlig om inte cellerna snabbt migrerar till vÀrdvÀvnaden. Flera studier har funnit att stomme- eller organoidbaserade transplantat (snarare Àn encellsuspensioner) förbÀttrar resultaten (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Intravitreal leverans har fördelen av en relativt enkel teknik (den anvÀnds redan för lÀkemedelsinjektioner och genterapivektorer) och direkt inriktning pÄ RGC.
DÀremot anvÀnds subretinal leverans (placering av celler mellan nÀthinnan och det retinala pigmentepitelet) traditionellt för fotoreceptor- eller RPE-transplantat. För RGC-transplantat Àr det mindre intuitivt men kan ge fördelaktig kontakt. I kattstudien av Singh et al. implanterades humana retinala organoider subretinalt med nÀra anslutning till vÀrdretina. Trots behovet av immunsuppression överlevde dessa transplantat i veckor och visade tecken pÄ synapsbildning med retinala ganglieceller (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Det smala subretinala utrymmet höll donatorcellerna pÄ plats. I katter och primater Àr detta utrymme dock extremt tunt, vilket gör inriktningen utmanande. Subretinal kirurgi medför ocksÄ högre risk för vÀrdretina. SÄledes förblir intravitreal injektion standardmetoden hos gnagare, medan subretinala eller epiretinala (pÄ nÀthinnans yta) strategier kan undersökas i större ögon.
Sammanfattningsvis Àr intravitreal injektion enklast men krÀver ofta stommar eller höga cellantal för att överlevnad ska uppnÄs (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Subretinala transplantat/kluster kan uppnÄ fast kontakt (som i Singhs kattstudie (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)), men innebÀr kirurgiska utmaningar. BÄda vÀgarna undersöks, och det Àr möjligt att framtida protokoll kommer att kombinera cellinbÀddning i biokompatibla stommar eller geler för att maximera grÀnssnittet mellan donator och vÀrd.
Hinder för axonregenerering och konnektivitet
Ăven om transplanterade RGC överlever och positionerar sig i ögat, blockerar stora hinder deras förmĂ„ga att överföra syn till hjĂ€rnan. I ett normalt (vuxet) centralt nervsystem Ă„tervĂ€xer skadade synnervsfibrer dĂ„ligt. Transplanterade RGC möter samma fientliga miljö. Viktiga hinder inkluderar:
AxonvÀxt genom Lamina Cribrosa
Lamina cribrosa Ă€r en sil-liknande struktur vid synnervshuvudet dĂ€r RGC-axoner lĂ€mnar ögat. Det Ă€r en stor flaskhals för Ă„tervĂ€xt. I djurexperiment finner forskare att fĂ„ transplanterade RGC-axoner korsar denna barriĂ€r. En noggrann studie rapporterade att ânĂ€r RGC injicerades i glaskroppen integrerades fĂ„ i nĂ€thinnan. Av de RGC som framgĂ„ngsrikt integrerades i GCL spirade mĂ„nga axoner som vĂ€xte mot synnervshuvudet men fĂ„ vĂ€xte förbi lamina cribrosa (~10%)â (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Med andra ord stannade 90% av de nya axonerna vid lamina. Lamina innehĂ„ller tĂ€t gliacell och extracellulĂ€r matrix som sannolikt producerar hĂ€mmande signaler och fysiska barriĂ€rer. Att övervinna denna vĂ€gspĂ€rr kan krĂ€va antingen att man konstruerar donatoraxonerna (till exempel genom att uppreglera pro-tillvĂ€xtvĂ€gar som mTOR eller Wnt) eller att man modifierar laminamiljön (till exempel genom att applicera enzymer eller neutralisera hĂ€mmande molekyler). Detta problem Ă€r analogt med vilken ryggmĂ€rgsskada som helst: CNS:s egenskap att axonregenerering misslyckas. Det antyder att Ă€ven om vi placerar RGC i ögat, kommer det att krĂ€vas mycket starka pro-regenerativa stimuli för att fĂ„ deras axoner in i synnerven.
VÀgledning till hjÀrnmÄl
Förutsatt att RGC-axoner kan lÀmna ögat Àr nÀsta utmaning axonvÀgledning över lÄnga avstÄnd till de korrekta mÄlen (frÀmst nucleus geniculatus lateralis (LGN) i thalamus och colliculus superior i mellanhjÀrnan). Under utvecklingen vÀgleds RGC-axoner av molekylÀra gradienter (t.ex. ephrin-A/EphA-proteiner) och spontan retinal aktivitet. Vuxna hjÀrnor saknar i allmÀnhet dessa signaler. Vissa gnagarstudier har visat att det Àr möjligt att styra regenererande RGC-axoner för att Äteransluta till colliculus superior: till exempel uppreglerade en synnervsskademodell pro-tillvÀxtgener (mTOR, JAK/STAT) och observerade nya synapser i colliculus (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Dessa regenererade axoner ÄterstÀllde dock inte synen om de inte artificiellt stöddes (se myelinisering nedan). Kort sagt, att hitta rÀtt vÀgledningssignaler (eller att tillhandahÄlla dem) Àr en öppen forskningsfrÄga. De transplanterade RGC-axonerna skulle idealiskt Äterskapa embryonala vÀgledningssignaler för att bilda den korrekta retinotopiska kartan i hjÀrnan, men det Àr fortfarande oklart hur detta ska uppnÄs hos vuxna.
Synapsbildning
Nya axoner mĂ„ste slutligen bilda synapser med de korrekta mĂ„lneuronerna. Uppmuntrande nog tyder bevis pĂ„ att transplanterade RGC kan bilda synaptiska kopplingar Ă„tminstone inom nĂ€thinnan. I studien av Johnson et al. utvecklade hiPSC-deriverade RGC som migrerade in i vĂ€rdens GCL normala dendritiska arborisationer. Med hjĂ€lp av synaptisk markörfĂ€rgning och ljusstimulering âdemonstrerade författarna bildandet av nya och funktionella synapser mellan donator-RGC och vĂ€rdretinaâ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Med andra ord kunde transplanterade RGC ansluta till bipolĂ€ra/amakrina interneuroner och överföra signaler till nedströms vĂ€rdceller, Ă€ven om svaren var nĂ„got svagare Ă€n för inhemska celler. Detta fynd indikerar att, Ă„tminstone pĂ„ den inre nĂ€thinnans nivĂ„, lĂ€mplig koppling kan ske.
Synapsbildning i hjĂ€rnan Ă€r Ă€nnu svĂ„rare att uppnĂ„ och mĂ€ta. Vissa regenereringsstudier (inte transplantationsstudier i sig) har förmĂ„tt RGC-axoner att Ă„tervĂ€xa mot colliculus och bilda synapser (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). I den ovan nĂ€mnda synnervsskademodellen bildade nya axoner i den suprakhiasmatiska/colliculĂ€ra regionen synapser, men mössen hade fortfarande inget mĂ€tbart visuellt beteende. Detta tillskrevs senare brist pĂ„ myelin (se nĂ€sta avsnitt) snarare Ă€n felaktiga synapser (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Slutsats: Synaptogenes Ă€r i princip möjlig, men att sĂ€kerstĂ€lla robusta, precist riktade synapser som Ă„terstĂ€ller synen Ă€r ett stort hinder. Det kommer sannolikt att krĂ€va âutvecklingsliknandeâ signaler, sĂ„som mönstrad ljusstimulering (retinala vĂ„gor) eller co-transplantation av stödjande gliaceller, för att vĂ€gleda och förstĂ€rka nya kopplingar.
Myelinisering av regenererade axoner
Slutligen blir RGC-axoner normalt myeliniserade först efter att de passerat genom lamina cribrosa â en intressant designfunktion i ögat. Oligodendrocyter (CNS:s myeliniserande celler) hĂ„lls utanför nĂ€thinnan av lamina (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Om en transplanterad RGC:s axon lĂ€mnar ögat, kommer det in i CNS, som har myeliniserande gliaceller. Men i mĂ„nga experimentella fall förblir nya axoner omyeliniserade. Detta spelar roll eftersom omyeliniserade lĂ„nga CNS-axoner leder impulser mycket dĂ„ligt. I studien om synnervsregenerering (beskriven ovan) fann författarna att de nybildade axonerna var omyeliniserade, och mössen visade ingen synförbĂ€ttring om de inte fick 4-aminopyridin (4-AP) â ett lĂ€kemedel som blockerar kaliumkanaler och ökar ledningen i demyeliniserade fibrer (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). I sjĂ€lva verket Ă„terstĂ€llde 4-AP delvis synen genom att kompensera för bristen pĂ„ myelin. Detta resultat understryker poĂ€ngen: Ă€ven om en RGC-axon nĂ„r sitt mĂ„l, kommer den utan myelin inte att leda signaler tillrĂ€ckligt snabbt för syn. Att sĂ€kerstĂ€lla korrekt myelinisering â kanske genom att co-transplantera oligodendrocytprekursorer eller stimulera vĂ€rdgliaceller â kommer att vara avgörande.
Sammanfattningsvis stÄr transplanterade RGC inför en utmaning: endast ett fÄtal vÀxer förbi lamina cribrosa (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), de mÄste hitta den korrekta korridoren till hjÀrnmÄlen, bilda lÀmpliga synapser och sedan omslutas av myelin. Varje steg har för nÀrvarande endast delvis framgÄng i djurmodeller. Att övervinna dessa hinder Àr ett aktivt forskningsomrÄde inom neuroregenerering.
Immunologiska och sÀkerhetsmÀssiga utmaningar
Ăgat Ă€r relativt immunprivilegierat, men transplantation av celler riskerar Ă€ndĂ„ immunattack. Om donatorcellerna Ă€r autologa (frĂ„n en patients egna iPSC), Ă€r avstötningen minimal men den tekniska komplexiteten Ă€r hög. Allogena celler (frĂ„n en annan donator eller en stamcellslinje) Ă€r lĂ€ttare att producera men kan attackeras av vĂ€rdens immunsystem. I djurstudier anvĂ€nder forskare ofta immunsuppressiva lĂ€kemedel för att frĂ€mja transplantatöverlevnad. Till exempel, i studien om organoidtransplantation hos katter, krĂ€vdes systemisk immunsuppression för att transplantatet skulle överleva och bilda kopplingar (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Utan immunsuppression rensas xenogena celler snabbt. Intressant nog rapporterar de flesta prekliniska studier av retinala transplantat endast lĂ„ggradig inflammation snarare Ă€n fullstĂ€ndig avstötning â en fördel med ögats barriĂ€rer (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). LĂ„ngsiktig framgĂ„ng kommer dock sannolikt att krĂ€va antingen övergĂ„ende immunsuppression eller avancerade tekniker (som att âmaskeraâ celler med immunundvikande belĂ€ggningar) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Alla framtida studier pĂ„ mĂ€nniskor skulle behöva hantera detta sĂ„ att donator-RGC inte dödas av vĂ€rdens T-celler.
En relaterad oro Ă€r tumörbildning. Pluripotenta stamceller kan bilda teratom om odifferentierade celler transplanteras. Ăven ett litet antal kontaminerande PSC i RGC-preparatet kan vara katastrofalt. DĂ€rför betonar forskare hög renhet av den transplanterade populationen. Vrathasha et al. noterar att det Ă€r âavgörande att bestĂ€mma renheten hos donator-RGC för att minska risken för teratomutvecklingâ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Detta krĂ€ver noggrann kvalitetskontroll â till exempel sortering av celler via RGC-specifika reportrar eller anvĂ€ndning av flödescytometri, och testning med genommetylering eller genuttrycksanalyser för att sĂ€kerstĂ€lla att inga pluripotenta celler Ă„terstĂ„r (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Hittills har inga tumörer rapporterats i djurförsök med RGC-transplantationer, men klinisk översĂ€ttning kommer att krĂ€va extremt strĂ€ng rening och frislĂ€ppningstestning av alla stamcellsprodukter.
Framtidsutsikter: Mot mÀnskliga försök för glaukom
Med tanke pĂ„ de ovan nĂ€mnda enorma utmaningarna, nĂ€r kan man rimligen förvĂ€nta sig en första klinisk prövning av RGC-ersĂ€ttning hos glaukompatienter? TyvĂ€rr Ă€r svaret troligen âinte snartâ. FĂ€ltet befinner sig fortfarande i tidiga prekliniska stadier (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Hittills Ă€r ingen human prövning registrerad specifikt för RGC-transplantation vid glaukom. Befintliga âstamcellsklinikerâ (till exempel vilseledande studier med autologa fett- eller benmĂ€rgsceller) har fokuserat pĂ„ ad hoc-metoder och har, pĂ„fallande nog, orsakat skada (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Patienter bör vara försiktiga med obeprövade terapier som kringgĂ„r FDA:s övervakning. Legitima först-i-mĂ€nniska-prövningar skulle krĂ€va solida bevis pĂ„ koncept i djur som adresserar varje hinder, och robusta sĂ€kerhetsdata. Detta kan ta mĂ„nga Ă„r.
En pragmatisk bedömning Ă€r att smĂ„ sĂ€kerhetsprövningar kan komma att starta sent 2020-tal eller 2030-tal, om framstegen fortsĂ€tter. Kandidater skulle sannolikt vara patienter med mycket avancerad sjukdom (dĂ€r nĂ€thinnan och synnerven kan vara till stor del frĂ„nkopplade), eller omvĂ€nt de i mellanstadiet av sjukdomen (för att maximera chansen till nĂ„gon nytta). De primĂ€ra slutpunkterna skulle initialt vara sĂ€kerhet: frĂ„nvaro av ogynnsamma inflammatoriska reaktioner eller tumörbildning i ögat. SekundĂ€ra slutpunkter skulle syfta till att upptĂ€cka eventuella anatomiska eller funktionella tecken pĂ„ att transplantatet âfĂ€sterâ. Till exempel skulle bildtagning av nĂ€thinnan (optisk koherenstomografi) kunna leta efter en förtjockning av nervfiberlagret i nĂ€thinnan eller gangliecellslagret dĂ€r celler injicerades. Elektrofysiologiska tester, som mönsterelektroretinogram (PERG) eller visuellt framkallade potentialer (VEP), skulle kunna avslöja elektriska svar som hĂ€rrör frĂ„n de transplanterade cellerna. I slutĂ€ndan skulle funktionella syntester (som synfĂ€lt eller kontrastkĂ€nslighet) vara viktiga, men Ă€ven att pĂ„visa Ă„terstĂ€llning av en liten synbĂ„ge skulle vara banbrytande. Som analogi mĂ€ter nyliga genterapistudier för Ă€rftliga nĂ€thinnesjukdomar utfall i strukturella vs. funktionella kategorier (pmc.ncbi.nlm.nih.gov); liknande kategorier (OCT-anatomi, elektrofysiologi, synfunktion, patientrapporterad syn) skulle gĂ€lla.
Sammanfattningsvis, Ă€ven om det finns försiktig optimism, Ă€r alla praktiska tidslinjer lĂ„nga. Varje steg som beskrivits ovan behöver förfinas. En realistisk första prövning skulle kunna utformas i mitten till slutet av 2030-talet, beroende pĂ„ genombrott inom axonregenerering och sĂ€kerhetsprofiler. Kandidater och slutpunkter skulle vĂ€ljas noggrant: förmodligen sĂ€kerhets-först-slutpunkter, följt av surrogater för integration (bildtagning, elektrofysiologi) innan man förvĂ€ntar sig mĂ€tbara synvinster. Med andra ord mĂ„ste fĂ€ltet balansera hopp med realism â att strĂ€va efter RGC-ersĂ€ttning kommer att vara ett maraton av forskning snarare Ă€n en snabb sprint.
Slutsats
Att ersĂ€tta förlorade RGC vid glaukom med laboratorieodlade motsvarigheter Ă€r en spĂ€nnande men ny idĂ©. In vitro kan humana pluripotenta stamceller lockas till att bli RGC-liknande celler som uttrycker nyckelmarkörer och Ă€ven vissa subtypsegenskaper (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Transplantationsstudier pĂ„ djur har visat att en fraktion av dessa celler kan överleva i mĂ„nader, integreras i nĂ€thinnans kretsar och potentiellt bilda synapser (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Men enorma hinder kvarstĂ„r. AxonvĂ€xt bortom lamina cribrosa Ă€r dĂ„lig (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), vĂ€gledning till centrala mĂ„l Ă€r otillrĂ€ckligt kontrollerad, synapser Ă€r svaga eller saknas, och axoner saknar myelin (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Dessutom mĂ„ste immunologisk avstötning och tumörrisker hanteras. För nĂ€rvarande fortsĂ€tter forskare att tackla varje utmaning i tur och ordning. Tills vi pĂ„ ett tillförlitligt sĂ€tt kan odla, leverera och ansluta stamcells-RGC, kommer synĂ„terstĂ€llande transplantationer att förbli i laboratoriet. Men de stadiga framstegen ger en viss förhoppning: med fortsatt innovation och försiktighet kan drömmen om âpetriskĂ„l till synnervsbanaâ för RGC-ersĂ€ttning en dag gĂ„ frĂ„n experiment till botemedel.
**
