Las células envolventes olfatorias ( OEC ), también conocidas como glía envolvente olfatoria o células gliales envolventes olfatorias , son un tipo de macroglia ( glía radial ) que se encuentra en el sistema nervioso . También son conocidos como olfativas células de Schwann , porque ensheath los no mielinizadas axones de las neuronas olfativas de una manera similar a la que las células de Schwann ensheath no mielinizadas neuronas periféricas . También comparten la propiedad de ayudar a la regeneración axonal.
Los OEC son capaces de fagocitar desechos axonales in vivo e in vitro fagocitan bacterias . Se cree que la glía olfativa que expresa la enzima antimicrobiana lisozima (LYZ) juega un papel importante en la inmunoprotección en la mucosa , donde las neuronas están directamente expuestas al ambiente externo.
Los OEC se han probado con éxito en la regeneración axonal experimental en ratas adultas con daño traumático de la médula espinal , y actualmente se están realizando ensayos clínicos para obtener más información sobre las lesiones de la médula espinal y otras enfermedades neurodegenerativas .
Origen
En el sistema nervioso periférico, las OEC se encuentran dispersas en el epitelio olfatorio y el nervio olfatorio . En el sistema nervioso central , los OEC se encuentran dentro de las dos capas externas del bulbo olfatorio . Durante el desarrollo, las neuronas olfativas primitivas extienden sus axones desde la placa olfativa , a través del mesénquima , hacia la vesícula telencefálica. [1] Después de llegar a la vesícula telencefálica , una pequeña capa de células y axones cubre la vesícula. Los axones olfatorios invaden la lámina basal de la glía limitante y el bulbo olfatorio para crear el nervio olfatorio y las capas glomerulares . Una fracción de los precursores epiteliales que migran da lugar a una glía envolvente olfativa que habita el nervio olfatorio y las capas glomerulares. [1] Los OEC y los astrocitos interactúan entre sí para formar una nueva glía limitante . [1] Los OEC se distinguen de otras glías en su origen de desarrollo porque están presentes en el sistema nervioso periférico así como en el sistema nervioso central. También se forman en haces de axones de neuronas sensoriales olfativas de una manera distinta a la mielinización .
Funciones
Los OEC son glías radiales que realizan una variedad de funciones. Dentro del sistema olfativo fagocitan los restos axonales y las células muertas. Cuando se cultivan en una placa de Petri (in vitro), fagocitan bacterias. Múltiples estudios han demostrado que los OEC pueden ayudar en el tratamiento de la lesión de la médula espinal (LME) debido a sus propiedades de regeneración en el sistema nervioso periférico y su presencia en el sistema nervioso central. [2] Los OEC también son conocidos por apoyar y guiar a los axones olfatorios, crecer a través de cicatrices gliales y secretar muchos factores neurotróficos . [3]
Los OEC expresan marcadores gliales como la proteína ácida fibrilar glial , s100 y p75 , y marcadores gliales radiales como nestina y vimentina , que pueden ayudar aún más a los investigadores a comprender las características de etiquetado de estas glia especializadas.
Regeneración del sistema olfativo
El sistema olfativo de los mamíferos es inusual porque tiene la capacidad de regenerar continuamente sus neuronas durante la edad adulta. [4] Esta capacidad está asociada con la glía envolvente olfativa. Las nuevas neuronas receptoras olfativas deben proyectar sus axones a través del sistema nervioso central hasta un bulbo olfatorio para ser funcionales. El crecimiento y la regeneración de los axones olfatorios pueden atribuirse a los OEC, ya que forman los fascículos a través de los cuales crecen los axones desde el sistema nervioso periférico hasta el sistema nervioso central. [5] Las neuronas receptoras olfativas tienen una vida útil promedio de 6 a 8 semanas y, por lo tanto, deben ser reemplazadas por células diferenciadas de las células madre que se encuentran dentro de una capa en la base del epitelio cercano. El crecimiento axonal está guiado por la composición glial y la citoarquitectura del bulbo olfatorio, además de la presencia de OEC. [4]
Se cree que las OEC son en parte responsables de la neurogénesis de las neuronas olfativas primarias a través de los procesos de fasciculación , clasificación celular y orientación axonal. [6]
Papel en las lesiones de la médula espinal
El daño traumático de la médula espinal causa una pérdida permanente de las funciones motoras y sensoriales en el sistema nervioso central, lo que se denomina paraplejía o tetraplejía según el sitio de la lesión. Pueden producirse otros efectos perjudiciales en el sistema respiratorio y renal como resultado de la lesión. A diferencia del sistema nervioso periférico, el sistema nervioso central no puede regenerar los axones dañados, por lo que sus conexiones sinápticas se pierden para siempre. El tratamiento actual es limitado y los métodos potenciales principales son controvertidos o no son efectivos. Los estudios que se remontan a la década de 1990 han comenzado a investigar el sistema olfativo de los mamíferos, ratas en particular, para obtener una mayor comprensión de la regeneración axonal y la neurogénesis , y la posible implementación de estas células en el sitio de la lesión de la médula espinal.
El trasplante de OEC en la médula espinal se ha convertido en una posible terapia para el daño de la médula espinal y otras enfermedades neurales en modelos animales. Varios estudios recientes han informado que la prevención de la inhibición de la OEC presentará una población uniforme de células en la médula espinal, creando un entorno en el que los axones dañados pueden repararse. En octubre de 2014, el bombero polaco Darek Fidyka se convirtió en el primer paciente parapléjico en recuperar la movilidad tras un trasplante de OEC. [7] [8]
Las OEC son similares a las células de Schwann en que proporcionan una regulación positiva del receptor p75 de NGF de baja afinidad después de una lesión; sin embargo, a diferencia de las células de Schwann, producen niveles más bajos de neurotrofinas . Varios estudios han mostrado evidencia de que los OEC pueden respaldar la regeneración de axones lesionados, pero estos resultados a menudo no se pueden reproducir. [4] Independientemente, los OEC se han investigado a fondo en relación con las lesiones de la médula espinal, la esclerosis lateral amiotrófica y otras enfermedades neurodegenerativas. Los investigadores sugieren que estas células poseen una capacidad única para remielinizar las neuronas lesionadas. [9]
Goma gellan modificada con péptidos y OEC
El trasplante de células madre se ha identificado como otra posible terapia para la regeneración axonal en el sistema nervioso central mediante la entrega de estas células directamente al sitio de la lesión de la médula espinal. Tanto los OEC como las células madre / progenitoras neurales (CPNM) se han trasplantado con éxito en el sistema nervioso central de ratas adultas y han tenido resultados positivos o neutrales como método de neurogénesis y regeneración axonal; sin embargo, ninguno de los métodos ha demostrado tener efectos beneficiosos a largo plazo, ya que la supervivencia celular suele ser inferior al 1% después del trasplante. [3] La incapacidad de estas células para mantenerse después del trasplante es el resultado de la inflamación , la incapacidad de una matriz suficiente para prosperar y crear una población uniforme de células, o la respuesta migratoria de las células necesarias para reparar completamente el sitio de la lesión. . Otro problema actual con la supervivencia de las células es utilizar los biomateriales adecuados para llevarlos al sitio de la lesión.
Un estudio ha investigado el uso de goma gellan modificada con péptidos como biomaterial con OEC y células madre / progenitoras neurales para proporcionar un entorno que permitirá que estas células sobrevivan después del trasplante. [3] El hidrogel de goma gellan se puede inyectar de una manera mínimamente invasiva y está aprobado por la FDA como aditivo alimentario debido a su estructura química. La goma gellan se modificó con varias secuencias peptídicas derivadas de fibronectina , de modo que las células de trasplante tengan propiedades estrechamente relacionadas con las del tejido nativo en la matriz extracelular . [3] Al imitar el tejido nativo, es menos probable que las células de administración sean rechazadas por el cuerpo y las funciones biológicas como la adhesión y el crecimiento celular se mejorarán a través de interacciones célula-célula y célula-matriz. Para determinar la posibilidad de que las OEC y las NPSC mejoren la viabilidad celular, ambas células se cultivaron conjuntamente en contacto directo entre sí, junto con la goma gellan modificada con péptido. [3]
El experimento demostró que la adhesión, proliferación y viabilidad de NSPC aumentan considerablemente cuando se usa la goma gellan modificada con péptidos como dispositivo de trasplante en comparación con un control de goma gellan. [3] Además, el cocultivo de OEC y NSPC muestra una mayor supervivencia celular en comparación con la supervivencia celular de NSPC cultivados solos. Los resultados proporcionan evidencia de que este método de trasplante de células es una estrategia potencial para reparar el daño de la médula espinal en el futuro.
Efectos secundarios del trasplante de células
Un estudio ha demostrado que el trasplante de células puede provocar un aumento de la temperatura corporal de un sujeto con una lesión más antigua en la médula espinal. En este experimento, la temperatura corporal de los pacientes se elevó a la de una fiebre moderada después del trasplante y duró aproximadamente de 3 a 4 días. Sin embargo, el estudio proporciona evidencia de que incluso las lesiones pasadas de la médula espinal pueden beneficiarse de la recuperación funcional neurológica que el trasplante de células madre puede proporcionar en el futuro. [10]
También se sabe que el trasplante de células madre causa toxicidad y enfermedad de injerto contra huésped (EICH). Se han administrado células apoptóticas simultáneamente con células madre hematopoyéticas en modelos experimentales de trasplante, en previsión de un mejor resultado. [11] Como resultado, la combinación previene la aloinmunización , regula al alza las células T reguladoras (células T supresoras) y reduce la gravedad de la EICH. [11]
Susceptibilidad a infecciones
Los OEC tienen propiedades similares a las de los astrocitos , [12] los cuales han sido identificados como susceptibles a la infección viral. [9] [12]
Etiquetado de OEC
Partículas de óxido de hierro para resonancia magnética
A medida que el trasplante de células madre se está convirtiendo en un medio más frecuente de tratar el daño traumático de la médula espinal, muchos procesos entre el resultado inicial y final deben abordarse y hacerse más eficientes. Al etiquetar los OEC, estas células pueden ser rastreadas por un dispositivo de imágenes por resonancia magnética (MRI) cuando se dispersan en el sistema nervioso central [13] Un estudio reciente hizo uso de un nuevo tipo de partículas de óxido de hierro (MPIO) del tamaño de una micra para etiquetar y rastrear estas células mediadas por transporte a través de resonancia magnética. [13] El experimento resultó en una eficiencia de etiquetado OEC de más del 90% con un tiempo de incubación MPIO tan corto como 6 horas, sin afectar la proliferación , migración y viabilidad celular . [13] Los MPIO también se han trasplantado con éxito en el cuerpo vítreo de los ojos de ratas adultas, proporcionando el primer protocolo detallado para el etiquetado MPIO eficaz y seguro de los OEC para su seguimiento de resonancia magnética no invasiva en tiempo real para su uso en estudios de reparación del sistema nervioso central. y regeneración axonal. [13]
Subpoblaciones
Se han identificado dos subpoblaciones distintas de OEC [14] con una expresión alta o baja en la superficie celular del receptor del factor de crecimiento nervioso de baja afinidad (p75).
Ver también
- Neurociencia
- Neuroglia
- Olfato
- Sistema olfativo
- Microglia
Referencias
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