Bildung des äußeren Segments transplantierter Photorezeptor-Vorläuferzellen

Die Transplantation von Photorezeptor-Vorläuferzellen (PPCs) in die Netzhaut stellt eine vielversprechende Behandlung für den Zellersatz bei Erblindungserkrankungen dar, die durch den Verlust von Photorezeptoren gekennzeichnet sind. In vorklinischen Studien haben wir und andere gezeigt, dass transplantierte PPCs in die äußere Kernschicht (ONL) des Wirts integriert werden und sich zu reifen Photorezeptoren entwickeln. Ein zentrales Merkmal der lichtempfindlichen Photorezeptoren, das äußere Segment (OS) mit von Natur aus ausgerichteten Membranstapeln, wurde jedoch nach der Transplantation nicht im Detail untersucht. Daher verwendeten wir als Spenderzellen PPCs, die aus neonatalen doppelt transgenen Reporter-Mäusen isoliert wurden, bei denen OSs selektiv mit grün fluoreszierendem Protein markiert sind, während Zellkörper durch rot fluoreszierendes Protein hervorgehoben werden. PPCs wurden mittels CD73-basierter magnetassoziierter Zelltrennung angereichert und anschließend entweder in erwachsene Wildtyp-Mäuse oder ein Modell von autosomal dominanter Netzhautsdegeneration transplantiert. Drei Wochen nach der Transplantation wurden die Spender-Photorezeptoren anhand des fluoreszierenden Reporter-Ausdrucks identifiziert, und die OS-Bildung wurde sowohl mit Licht- als auch mit Elektronenmikroskopie überwacht. Spenderzellen, die sich ordnungsgemäß in die Wirts-Wildtyp-Netzhaut integrierten, entwickelten OSs mit der Bildung eines verbindenden Ziliums und gut ausgerichteten Membranstapeln, ähnlich den umgebenden natürlichen Zellen des Wirts. Überraschenderweise generierten die meisten nicht integrierten PPCs, die im subretinalen Raum verblieben, ebenfalls natürliche OSs in Wildtyp-Mäusen und solchen, die von einer Netzhautsdegeneration betroffen waren. Darüber hinaus zeigten sie im Vergleich zu Spenderzellen, die sich auf der Glaskörperseite befanden, eine verbesserte Reifung der Photorezeptoren und OS-Bildung, was darauf hindeutet, dass Umweltsignale die Differenzierung und Reifung der PPCs beeinflussen. Wir kommen zu dem Schluss, dass transplantierte PPCs, unabhängig davon, ob sie in die ONL des Wirts integriert sind oder nicht, in der Lage sind, die Zellstruktur für eine effektive Lichtdetektion zu erzeugen, ein Phänomen, das sowohl in Wildtyp- als auch in degenerierten Netzhauten beobachtet wurde. Angesichts der Tatsache, dass Patienten mit Netzhautfarbenverlust fast alle Photorezeptoren verlieren, sind unsere Ergebnisse von größter Bedeutung für die Entwicklung von zellbasierten Therapien.