endoteeli

sarveiskalvon endoteeli muodostaa sarveiskalvon sisimmän kerroksen, joka erottaa sen silmän etukammion kammionesteestä (Kuva. 61.1). Endoteeli koostuu yksikerroksisesta (noin 4 µm) levyepiteelisoluista, joille on ominaista ionipumppujen, kuten Na+/K+/ATPaasin ja tight junction-proteiinin, kuten ZO-1: n, erillinen ilmentymä (taulukko 61.1). Tämä kerros toimii esteenä, joka ylläpitää asianmukaista sarveiskalvon kuivumistilaa pumpun vuotomekanismin kautta .

sarveiskalvon endoteelisolujen (CECs) menetys tai toimintahäiriö aiheuttaa ylimääräisen nesteen kertymisen sarveiskalvoon, mikä johtaa progressiiviseen turvotukseen, strooman epäjärjestykseen, läpinäkyvyyden vähenemiseen ja näön heikkenemiseen . Johtavat syyt sarveiskalvon endoteelin menetys ja toimintahäiriö ovat endoteelin dystrofia, trauma/leikkaus, tai krooninen anterior uveiitti. Fuchsin endoteelin sarveiskalvon dystrofia ja synnynnäinen perinnöllinen endoteelin dystrofia ovat yleisimpiä geenimutaatioiden ja mahdollisten ympäristötekijöiden aiheuttamia sarveiskalvon endoteelin dystrofioita . Toinen usein syy endoteelin dystrofia, pseudofakic rakkulainen keratopatia, indusoi vahinkoa endoteelin aikana kaihileikkaus. Diabetes ja ikääntyminen ovat myös merkittäviä sarveiskalvon endoteelin menetyksen riskitekijöitä.

toisin kuin epiteelisolut, jotka voivat korjautua proliferaation avulla, aikuisilla Kie-soluilla on rajallinen proliferatiivinen kapasiteetti. Sen sijaan endoteelisolut pyrkivät korjautumaan liukumalla kohti loukkaantumisaluetta ja viereisten solujen laajentumista. Vaikka tämä mekanismi ylläpitää sarveiskalvon endoteelisulkua vamman jälkeen, se myös vähentää endoteelisolujen tiheyttä ja muuttaa niiden heksagonaalista morfologiaa ja pumppauskapasiteettia. Kun solutiheyden väheneminen saavuttaa alueen 500-1000 solua / mm2 tai vähemmän, ainoa käytettävissä oleva terapeuttinen vaihtoehto on osittainen tai täydellinen sarveiskalvon siirto . Tällä hetkellä sarveiskalvon siirto endoteelin menetykseen on 60 prosenttia kaikista Yhdysvalloissa tehdyistä sarveiskalvon siirroista .

edellä kuvatun sarveiskalvokudoksen luovuttajapulan voittamiseksi ensimmäiset ponnistelut ovat keskittyneet primaarisen Kie: n eristämiseen ja ex vivo-laajenemiseen. Ensimmäinen onnistunut Ihmiskesien kulttuuri raportoitiin vuonna 1965 . Sen jälkeen on kehitetty useita muunnoksia eristämistekniikoissa, solunulkoisissa matriisisubstraateissa ja viljelyviljelyaineissa, jotta solujen rajallinen etenemiskyky ja CEC-fenotyypin häviäminen viljelyssä voidaan voittaa . Esimerkiksi Okumura et al. tarkasteltiin eri laminiini-isoformien ilmentymistä sarveiskalvossa ja tunnistettiin laminiini-511 ja 521 vallitseviksi laminiinimuodoiksi aikuisten DM: ssä . Käyttämällä näitä kahta laminiinia ihmisen Kie-solujen in vitro-viljelyn substraattina ne onnistuivat merkittävästi parantamaan Kie-solujen kiinnittymistä, selviytymistä ja laajenemista . Toiset ryhmät ovat kokeilleet ihmisen CEC: n viljelemistä ihmisen luovuttajasta peräisin olevaan DMs: ään substraattina. Tämän lähestymistavan etuna on se, että se jäljittelee in vivo-sarveiskalvon ympäristöä, jotta saavutetaan asianmukainen CEC-ylläpito ja kasvu . DM: n merkitys CEC: n laajenemisen tukemisessa vahvistettiin myös kanin sarveiskalvon endoteelivauriomallilla hiljattain tehdyssä tutkimuksessa. Tämän avulla osoitettiin, että DM: n puuttuminen haittasi alkuperäistä CEC-migraatiota ja sarveiskalvon uudistumista .

hyvistä puolista huolimatta telineiden käyttö vaikeuttaa sarveiskalvoon kulkeutumista, mikä edellyttää monimutkaisia kirurgisia toimenpiteitä. Paljon yksinkertaisempi lähestymistapa olisi toimittaa CECs solususpensiossa. Solujen ruiskuttaminen suspensiossa mahdollistaisi yksinkertaisemmat valmistusmenetelmät ja olisi teoriassa vähemmän invasiivista . Tämä lähestymistapa kuitenkin lisää riskiä, että ruiskutetut solut poistuvat kammionesteen virtauksen mukana, mikä rajoittaa solujen selviytymistä ja kiinnittymistä sarveiskalvoon. Kaksi kehitettyä menetelmää parantaa solususpensioiden toimittamista sarveiskalvon endoteeliin ovat magneettikentän ohjatun toimituksen käyttö ja solujen kolikoiminen kiven inhibiittorilla. Magneettisolujen toimittamista varten Kie: t merkitään magneettisilla hiukkasilla ja toimitetaan sopivaan paikkaan sarveiskalvon takaosan pinnalle ulkoisen magneetin avulla . Tuoreessa esimerkissä CEC: t merkittiin superparamagneettisilla nanohiukkasilla ja ruiskutettiin CEC-vamman saaneiden aikuisten kanien etumaiseen silmäkammioon. Samoin kuin natiivi CEC, injektoidut solut muodostivat yksikerroksisen ja palauttivat sarveiskalvon läpinäkyvyyden ilman haittavaikutuksia . Vaihtoehtoisesti Okumura et al. käytetään CECs: n kolikkoiskua KIVINESTÄJÄLLÄ Y27632 parantamaan CEC: n selviytymistä ja lisääntymistä. Tämän lähestymistavan ansiosta solut saatiin paremmin sisään ja sarveiskalvon läpinäkyvyys palautui paremmin kanin mallissa, jossa sarveiskalvon vamma todettiin . Nämä suolavaikutukset vahvistettiin apinamallissa, jossa oli sarveiskalvon endoteelin dystrofia, mikä johti kliinisten tutkimusten aloittamiseen ihmisellä. Vuonna 2018 sama ryhmä raportoi tulokset Kie-taudin siirrosta yhdessä kiviaineksen estäjän kanssa 11 potilaalla, joilla oli rakkulainen keratopatia; yli 80 prosentilla hoidetuista potilaista sarveiskalvon paksuus palautui ja näöntarkkuus parani 24 viikkoa hoidon jälkeen . Tässä tutkimuksessa saatiin ensimmäinen kliininen näyttö siitä, että viljellyn ihmisen Kie-taudin vähäisesti invasiivista siirtoa voidaan käyttää uutena terapeuttisena vaihtoehtona sarveiskalvon endoteelin toimintahäiriön hoidossa. Samalla se herätti kysymyksiä tämän lähestymistavan tulevasta kehityksestä. Näitä ovat tarve määrittää sopiva luovuttajien ikäjakauma korkealaatuisten siirrettävien KIE-maiden tuottamiseksi, kiviaineksen estäjien mekanistinen vaikutus kliinisiin tuloksiin, solujen tarkka annostelu tehokkuuden ja turvallisuuden tasapainottamiseksi sekä keinon kehittäminen luovutettujen solujen kohtalon seuraamiseksi elinsiirron jälkeen . Lisäksi korkealaatuisten luovuttajien Kie: iden rajallinen saatavuus ja solujen rajallinen kyky laajentaa in vitro-toimintaa ovat pysäyttäneet joitakin merkittäviä haasteita tämän lähestymistavan kliiniselle kääntämiselle.

tästä syystä useat ryhmät ovat yrittäneet tuottaa CEC: n kaltaisia soluja vaihtoehtoisista kantasolulähteistä, kuten MSCs: stä, ihosta johdetuista soluista, sarveiskalvon stroomasoluista ja PSCs: stä . Näissä tutkimuksissa sovellettiin nykyistä käsitystämme KIE-maiden alkionkehityksestä eristämällä oletetut CEC-progenitoripopulaatiot, kuten NCC: t, primäärisoluista ja differentioimalla ne kypsempiin CEC-tyyppisiin soluihin. Esimerkiksi sarveiskalvon stroomasoluja ja NCC-yhdisteitä sisältäviä ihosta johdettuja esiasteita eristettiin ja viljeltiin retinoiinihapon ja GSK 3β-inhibiittorin (WNT-signalointireitin aktivaattori) läsnä ollessa CEC-kaltaisten solujen indusoimiseksi. Näissä soluissa näkyi Pitx2: n säätely, joka on keskeinen transkriptiotekijä anteriorisen silmän segmentin kehitykselle, sekä CEC-merkkiaineiden atp1a1 ja Cdh2 säätely. Tärkeää on, että soluilla oli CECs: n toiminnallisia ominaisuuksia, kuten pumpputoiminto. Kun solut siirrettiin käyttäen kollageenilevyä kantajana, ne palauttivat näkökyvyn keratopatian kanimallissa . Käyttäen samanlaista lähestymistapaa, Shen et al. erilaistettu iho-johdettu esiasteita coculturing kanssa b4g12, ikuistettu ihmisen CEC linja. Viikon kuluessa erilaistumisesta soluissa esiintyi selvästi tyypillisiä CEC-merkkiaineita. Näiden solujen siirto johti sarveiskalvon paksuuden ja sarveiskalvon läpinäkyvyyden onnistuneeseen palautumiseen sekä kanin että apinan malleissa sarveiskalvon endoteelin dystrofiasta .

NCC: t voidaan tuottaa myös In vitro PSCs: stä, mikä tarjoaa rajoittamattoman ja laajennettavan solulähteen kliinistä käyttöä varten. Zhang ym. raportoitu erilaistuminen ihmisen ESCs periocular mesenkymal prekursor cells (POMPs), alatyyppi NCC, transwell coculture ihmisen sarveiskalvon stroomasoluja. Nämä indusoidut Loisteet viljeltiin ehdollistetuissa väliaineissa linssin epiteelisoluista, ja erilaistuminen vahvistettiin testaamalla tyypillisten CEC-merkkiaineiden, kuten N-Cadherinin, FoxC1: n ja PITX2: n geeniekspressiota. CEC: n kaltaisten solujen rikastamiseksi solut lajiteltiin ja kylvettiin sian sarveiskalvon maatuneeseen matriisiin, jota seurasi onnistunut siirto ja sarveiskalvon korjauksen induktio sarveiskalvon dystrofian kanimalliin .

jotta vältettäisiin ksenogeenisen aineen käyttö deellularisoiduista sarveiskalvoista, viimeaikaisissa lähestymistavoissa käytetään pienimolekyylisiä yhdisteitä ja ksenovapaita kasvutekijöitä, jotka indusoivat CEC-solun kohtalon. Useat ryhmät ovat esimerkiksi osoittaneet PSCs: n ja NCC: n erilaistuneen TGFß/SMAD-reitin eston jälkeen . Nämä NCC: t viljeltiin sitten väliaineissa, jotka sisälsivät PDGF-BB: tä ja Dkk2: ta, mikä sai solut saamaan kuusikulmaisen ulkonäön ja ilmentämään CEC-solujen molekyylimarkkereita . Tärkeää on, että solut voivat tallettaa kollageenia, joka tuottaa in vitro-tuotetun DM: n ja ilmentävät sarveiskalvon endoteelipumpun toiminnan pääkomponentteja, kuten Na + K+ATPasea1. Vaikka nämä PTC: stä johdetut CEC: n kaltaiset solut ovat lupaavia, niiden toiminnallinen puoli odottaa lisätutkimuksia. Joitakin kriittisiä tulevaisuuden kysymyksiä ovat näiden PSC: stä johdettujen CEC: n kaltaisten solujen kyky toimia vuotavana esteenä ja ylläpitää sarveiskalvon kuivumistilaa sekä niiden In vivo-terapeuttisen potentiaalin tutkiminen.