Microglia retiniană și cerebrală în scleroza multiplă și neurodegenerare Partea 1

Rezumat:

Microglia sunt celulele imune rezidente ale sistemului nervos central (SNC), inclusiv ale retinei. La fel ca microglia creierului, microglia retiniană este responsabilă pentru supravegherea retinei, răspunzând rapid la schimbările de mediu prin modificarea morfotipurilor și funcțiilor. Microglia se activează în răspunsurile inflamatorii în bolile neurodegenerative, inclusiv scleroza multiplă (SM).

Creierul nostru este un organ complex care conține o mare varietate de neuroni și circuite neuronale. Interconexiunile dintre aceste structuri sunt cheia modului în care funcționează memoria. Când învățăm ceva nou sau experimentăm ceva nou, creierul stochează informațiile corespunzătoare în sinapsele dintre neuroni. În timp, conexiunile dintre sinapse se întăresc treptat, ceea ce reprezintă memoria pe termen lung.

Dacă sistemul nostru nervos central este dezechilibrat, ne va afecta memoria. Cel mai frecvent exemplu este pierderea memoriei la vârstnici. Această afecțiune se datorează adesea morții neuronilor și slăbirii conexiunilor dintre neuroni din cauza îmbătrânirii. În plus, unele boli neurologice pot interfera și cu funcționarea normală a creierului, afectându-ne astfel memoria. Dar aceste probleme nu sunt ireversibile, iar metodele științifice pot fi folosite pentru a ajuta la îmbunătățirea și protejarea memoriei.

Putem promova sănătatea sistemului nervos central și putem îmbunătăți memoria prin schimbări în stilul nostru de viață. Exemplele includ activitatea fizică regulată, somnul adecvat, o dietă sănătoasă și exerciții pentru creier. Aceste măsuri nu numai că ajută la menținerea sănătății fizice, ci și promovează sănătatea creierului și reduc pierderea de neurotransmițători, îmbunătățind astfel memoria.

Una peste alta, există o legătură puternică între sistemul nervos central și memorie. Ar trebui să fim atenți la obiceiurile noastre de viață pentru a ne menține creierul să funcționeze cât mai sănătos posibil și să folosim acest lucru ca bază pentru a ne menține memoria. Se poate observa că trebuie să ne îmbunătățim memoria. Cistanche poate îmbunătăți semnificativ memoria deoarece pasta de carne este un material medicinal tradițional chinezesc cu multe efecte unice, dintre care unul este îmbunătățirea memoriei. Eficacitatea cărnii tocate provine dintr-o varietate de ingrediente active pe care le conține, inclusiv acid carboxilic, polizaharide, flavonoide etc. Aceste ingrediente pot promova sănătatea creierului prin diverse canale.

Faceți clic pe cunoașteți memoria pe termen scurt cum să vă îmbunătățiți

Când sunt activate de stimuli de stres, microglia retiniană își schimbă morfologia și activitatea, cu consecințe benefice sau dăunătoare. În această revizuire, descriem caracteristicile microgliei SNC, inclusiv cele din retină, cu accent pe morfologia, stările de activare și funcția lor în sănătate, îmbătrânire, SM și alte boli neurodegenerative, cum ar fi boala Alzheimer, boala Parkinson, glaucomul, si retinita pigmentara, pentru a le evidentia activitatea in stare. Discutăm, de asemenea, constatări contradictorii din literatură și modalitățile potențiale de reducere a inconsecvențelor în viitor prin utilizarea metodologiei standardizate, de exemplu, algoritmi automatizați, pentru a permite o înțelegere mai cuprinzătoare a acestui domeniu interesant de cercetare.

Cuvinte cheie:

Retină; microglia; neurodegenerare; scleroză multiplă; microglia retiniană; morfotipul microgliei.

1. Introducere

Microglia sunt celule gliale imune rezidente ale sistemului nervos central (SNC). Ele se schimbă dinamic în diverse morfologii, care au fost, de asemenea, asociate cu stări de activare specifice care pot fi legate de funcțiile neuroprotectoare și/sau neurotoxice ca răspuns la stimuli, leziuni sau insulte [1-6]. Aceste modificări morfologice și funcționale sunt esențiale pentru a susține un SNC sănătos, contribuind la homeostazie [2,7,8]. Cu toate acestea, dovezile emergente au început să arate implicarea microgliei în boli prin care disfuncția microgliei poate fi cauzată de boală și/sau poate provoca patologii asociate bolii augmentate [2].

Cu toate acestea, gradul exact de implicare și mecanismele modului în care microglia poate influența sănătatea și boala este necunoscut și în prezent este investigat. Scopul acestei revizuiri a fost de a compila informații despre caracteristicile microgliei SNC, inclusiv cele din retină, cu accent pe stările de activare, morfologia și funcția acestora, despre sănătate și boală. În prima secțiune, am compilat o descriere extinsă a principalelor caracteristici ale microgliei în SNC general și retină.

De asemenea, explicăm unele dintre modificările microgliale care apar pe parcursul dezvoltării normale și al procesului de îmbătrânire. În secțiunea următoare, discutăm despre înțelegerea actuală a sclerozei multiple (SM) ca boală autoimună, manifestările oculare surprinzător de comune ale SM, microglia în SM și, în sfârșit, microglia în alte boli neurodegenerative. În cele din urmă, oferim o perspectivă cu privire la motivul pentru care pot exista constatări contradictorii despre caracteristicile SNC și microgliei retiniene. Aici, vă sugerăm diferite metode de experimentare, cum ar fi utilizarea algoritmilor automati, în lumina producerii de rezultate mai concludente și mai consistente.

2. Microglia

SNC este format din mai multe tipuri diferite de celule, dintre care 5-10% sunt microglia, celulele imune rezidente [9]. S-a crezut inițial că microglia există ca celule repaus sau „de repaus” care își cercetează continuu micromediul pentru orice stimul sau vătămare care ar putea fi dăunătoare [5]. În schimb, descoperiri mai recente au sugerat explicații pentru proprietățile lor dinamice. Microglia se poate schimba în diferite stări morfologice, denumite morfotipuri. Fiecare morfotip a fost corelat cu diferite stări de activare, care au fost, de asemenea, asociate cu funcții unice necesare pentru a păstra un mediu „normal” fiziologic [5].

Odată ce microglia sunt activate din starea de repaus, ele se pot diferenția în două fenotipuri principale: M1 și M2 [6]. Deși există o lipsă de înțelegere a mecanismelor specifice care induc această diferențiere, microglia M1 și M2 au fost, de asemenea, asociate cu citokine, chemokine și factori trofici distincti [6]. Răspunsurile proinflamatorii sunt asociate cu microglia M1 activată „clasic”, care încurajează neuroinflamația ca răspuns la insultă sau rănire, creând un mediu neuro-toxic și îndepărtând fragmentele disfuncționale de resturi celulare [6]. Acest lucru poate apărea ca urmare a unor factori inflamatori, cum ar fi interleukina-1ß (IL{{-1ß), factorul de necroză tumorală-alfa (TNFalfa) și sintetaza de oxid nitric inductibil (iNOS) [6,10] .

În schimb, microglia M2 activată „alternativ” este notoriu răspunzătoare pentru răspunsurile antiinflamatorii care încurajează procesele neuroprotectoare și restaurative [6,10]. Mai recent, au fost găsite cel puțin încă trei sub-fenotipuri de tip M2 (M2a-c) [11] prin care, mai precis, tipul M2a secretă factori antiinflamatori cum ar fi IL-10 și insulină precum ca factor de creștere-1 (IGF{-1), promovând îndepărtarea resturilor celulare și neuroprotecția [6,11,12].

Se spune că M2b este stimulat de factori inflamatori cum ar fi IL-1ß și lipopolizaharidele (LPS), care pot crește, de asemenea, expresia IL-10 [11]. S-a descoperit că aceste microglie M2b au proprietăți fagocitare în creierul modelat pentru boala Alzheimer (AD) și exprimă niveluri ridicate de CD64 [11]. M2c „dobândește dezactivarea” de către IL-10 sau glucocorticoizi, crescând, la rândul său, expresia factorilor de creștere, cum ar fi TGFß [11]. În ciuda acestor diferențe, activarea M1 și M2 sunt necesare funcțional pentru a garanta îndepărtarea celulelor disfuncționale sau a agregatelor nocive de resturi celulare [6]. Microglia M1 este de obicei implicată în eliminarea resturilor celulare, iar acest răspuns inflamator trebuie controlat de microglia M2 pentru a evita inflamația prelungită inutil [6].

Adesea, în procesele patologice, echilibrul tipic al polarizării M1 și M2 observat în condiții normale poate fi afectat [6]. Acest lucru poate duce la eliminarea celulelor sănătoase din cauza inflamației M1 excesive, iar efectul de amortizare al M20 al M1 poate fi depășit, cauzând daune suplimentare [6]. Acest lucru apare adesea în bolile neurodegenerative și, prin urmare, au fost propuși câțiva candidați terapeutici care vizează polarizarea M1 și M2 [13]. În ciuda acestui fapt, există și dovezi emergente care sugerează că polarizarea M1/M2 poate fi depășită. A fost introdus pentru prima dată și utilizat pentru a adapta metode mai ușoare de interpretare a datelor [14].

Cu toate acestea, progresele tehnologice recente au relevat suprapunerea caracteristicilor morfologice și genetice între tipurile M1/M2, sugerând necesitatea reevaluării tipurilor de microglia [14]. Mai recent, microglia asociată bolii (DAM) a fost, de asemenea, recunoscută ca un tip de microglia unic observat în boală [14]. DAM-urile sunt caracterizate prin microglia care exprimă niveluri scăzute de gene de supraveghere și homeostatice și niveluri ridicate de markeri asociați cu degenerarea, cum ar fi receptorii de declanșare exprimați pe celulele mieloide 2 (TREM2) [14,15].

În ceea ce privește morfologia, există aproximativ cinci morfotipuri microgliale principale care au fost recunoscute, inclusiv tipurile ramificate, hiper-ramificate, activate, amoeboid și tije. În condiții neamorsate sau „inactive”, microglia apare „ramificată”. Ele sunt distribuite uniform ca un „mozaic”, fiecare constând dintr-un corp celular mic și rotund de care sunt atașate mai multe procese subțiri și lungi care se extind și se retrag constant pentru a le facilita funcțiile de supraveghere (Figura 1) [2,5,16] .

Imaginile experimentale in vivo ale creierului au arătat că aceste procese dinamice vin în apropierea neuronilor, gliei și vaselor de sânge, sugerând că microglia cooperează activ cu alte părți ale cortexului pentru a susține un mediu SNC normal fiziologic [17]. Uneori, microglia ramificată poate recunoaște schimbările de micromediu și poate răspunde transformându-se în microglia „hiper-ramificată”, definită de obicei prin procese mai abundente, care sunt mai lungi și mai groase, atașate de corpuri celulare mai mari, lobulare și cu formă neregulată (Figura 1) [16,18] ]. Majoritatea tipurilor de microglii „neramificate” amorsate, inclusiv celulele hiper-ramificate, sunt împrăștiate în SNC într-o distribuție neregulată și „aglomerată” [2].

Microglia hiper-ramificată se poate schimba, de asemenea, în forma activată la expunerea la stimuli semnificativ nocivi, care au, de asemenea, corpuri celulare similare cu celulele hiper-ramificate, având în același timp mult mai puține procese care sunt mai groase și mai scurte (Figura 1) [2,16,19] . Când stimulii nocivi sunt prelungiți extensiv, microglia activată se poate transforma în starea „amoeboid” cu o celulă mai rotundă, mai mare și mai regulată și foarte puține procese sau deloc (Figura 1) [16,18]. Un morfotip redescoperit recent este microglia „tijă” caracterizată printr-un corp celular lung, în formă de cârnați, cu câteva procese care nu se extind întotdeauna dincolo de lungimea microgliei ramificate (Figura 1) [20,21].

Deși dovezile emergente au arătat că microglia cu tije se localizează în apropierea neuronilor și se aliniază de-a lungul fibrelor nervoase, funcția lor exactă nu a fost încă descoperită [20-23]. Tipul final este microglia amoeboid, denumită adesea tipul fagocitar care se deplasează la locul de deteriorare și fagocitoză neuronii morți sau pe moarte și resturile celulare (Figura 1) [5,24]. Dovezile apărute recent au condus la o teorie conform căreia morfotipurile hiper-ramificate, activate și cu tije pot fi forme „în tranziție” care există între stările ramificate și ameboid [5,25].

2.1. Microglia retiniană

Retina este o parte esențială a SNC. Datorită naturii sale transparente la lumină, este posibil să se utilizeze modalități de imagistică mai puțin invazive și de înaltă rezoluție pentru a vizualiza retina [26,27]. Este cunoscut în principal pentru implicarea sa în transformarea energiei luminoase în semnale electrice [28]. La om, retina se dezvoltă din prima lună embriologic până la sfârșitul primului an, provenind din neuroectoderm [28,29]. Retina este formată din mai multe straturi distincte, cel mai interior fiind stratul de fibre nervoase retiniene (RNFL), apoi stratul de celule ganglionare (GCL), stratul plexiform interior (IPL), stratul nuclear interior (INL), stratul plexiform exterior. (OPL), stratul nuclear exterior (ONL) și stratul final epiteliul pigmentar retinian (RPE) (Figura 2) (29) Pe parcursul acestor straturi există mai multe tipuri de celule, inclusiv celule amacrine, celule Muller, astrocite, celule orizontale. , fotoreceptori cu tije și conuri și celule bipolare, toate putând fi găsite și în restul SNC [29].

Aproximativ 0,2% din totalul celulelor retiniene sunt formate din microglia, din care 50% rezidă de obicei în IPL, în timp ce restul rezidă în OPL (Figura 2) [2]. Prin dezvoltare și homeostazie, microglia se deplasează dinamic prin diferitele straturi ale retinei, deși evitând ONL [2]. Mai mult, multe boli retiniene și modele de leziuni retiniene au arătat că microglia poate migra către regiunea de degenerare, poate deveni activată și prolifera [30,31], așa cum este descris mai detaliat mai târziu. Deși atât microglia retiniană, cât și cea cerebrală sunt dezvoltate din sacul vitelin primitiv, aspectul fiecărui morfotip poate varia în funcție de regiunea SNC [10].

De exemplu, microglia din striat, hipocamp și cortexul frontal au corpuri celulare mai mari, cu mai multe procese în comparație cu cele din cerebel [32]. În plus, există dovezi că straturile distincte ale cortexului cerebral conțin microglia de diferite dimensiuni [32]. Aspectele morfotipului pot varia și în funcție de metodele utilizate sau de axele de disecție. De exemplu, microglia ramificată poate apărea ramificată orizontal, care, într-o observație în secțiune transversală, apare ca o celulă lungă orizontal, în timp ce într-o observație cu montare întreg, apare ca și ca descrierea morfologică standard menționată anterior a microgliei ramificate [2,33] ].

Atunci când microglia sunt amorsate și devin hiper-ramificate, procesele lor se extind radial, ajungând peste diferite straturi, ceea ce este mai vizualizabil în disecția transversală în comparație cu observațiile întregii monturi [2,33]. În ciuda acestor diferențe, s-a descoperit că microglia retiniană și creieră împărtășesc expresia mai multor factori de transcripție [2]. De asemenea, numeroase studii au putut observa fiecare morfotip atât în ​​creier, cât și în retină [2,4,5,22,33,34]. Cu toate acestea, încă nu este clar dacă fiecare morfotip din ambele regiuni ale SNC împărtășește sau nu aceleași caracteristici [2].

2.2. Markeri moleculari și stimuli care afectează morfologia microglială

Similar cu creierul, morfotipurile individuale ale microgliei din retină pot rezulta din răspunsurile microgliale la diferite citokine, chemokine sau modele moleculare asociate leziunilor prezente în micromediul său, sugerând heterogenitate în expresia genetică microglială [9]. De exemplu, se spune că microglia ramificată are expresii mari ale P2RY12, care este adesea asociată cu funcțiile de supraveghere, în timp ce microglia amiboid s-a dovedit că exprimă niveluri ridicate de CD68 - un marker notoriu al fagocitozei [35,36].

Nivelurile diferențiale de expresie ale canalelor ionice microgliale și ale receptorilor de suprafață pot interacționa, de asemenea, cu astfel de molecule (de exemplu, citokine) în micromediul microglial, ducând la modificări microgliale, inclusiv densitatea, distribuția spațială, starea de activare și morfotipul și patogeneza bolii [9,37]. De exemplu, factorul de creștere transformator beta (TGFß) este o citokină microglială importantă, implicată pleiotropic în dezvoltarea fiziologică a neuronilor și vaselor retiniene [37]. Ma și colab., au observat microglia iba-1 pozitivă, din retine montate întregi ale ablației induse de tamoxifen a TGFßR2 (receptor TGFß) la șoareci Cx3cr1CreER/+, Tgfbr2flox/flox în vârstă de 2-lună [37] ].

Morfologia microgliale a apărut ramificată la 1 zi după ablația TGFßR2 (PTA), care a devenit apoi mai puțin ramificată cu procese „stubby” cu 2-5 zile PTA și în cele din urmă a apărut cu procese îndelungate care au fost aliniate de-a lungul vaselor de sânge retiniene cu 3-10 săptămâni. PTA [37]. Analizele de reacție în lanț a polimerazei (RT-PCR) în timp real ale microgliei retiniene ablate cu TGFßR2 au evidențiat o expresie scăzută a factorilor de creștere (de exemplu, BDNF, PDGFA) și o expresie crescută a markerilor de activare inflamatorie (de exemplu, MHCII, CD68). Acest lucru nu a fost observabil în microglia sănătoasă.

În plus, în timp ce animalele ablate cu TGFßR2 nu au prezentat efecte asupra vascularizației retinei, acestea au experimentat subțierea retinei și rate amplificate de neovascularizare coroidală patologică ca răspuns la leziune [37].

2.3. Vezicule extracelulare: efecte asupra microgliei

Microglia retiniană (și creierului) secretă și vezicule extracelulare (EV), care sunt particule legate de membrană compuse din ARNm, miARN, ADN, citokine, lipide și proteine, considerate ca o biopsie a celulei sale de origine [6,38,39] . EV-urile sunt implicate în comunicarea de la celulă la celulă prin transportul componentelor lor neuro-protectoare/toxice ca răspuns la indicii intracelulare și extracelulare pe măsură ce se deplasează prin fluxul sanguin și lichidul cefalorahidian (LCR) pentru a ajunge la alte celule aflate în imediata apropiere și la distanță [6, 38,39].

EVs include exosomes and exosomes, which consist of apoptotic bodies and microvesicles [39]. Firstly, many endosomal vesicular bodies fuse to form exosomes (40–160 nm in size) which are then released for intercellular communication [39]. Secondly, microvesicles instead originate from the plasma membrane undergoing outward budding (100–1000 nm) [38]. Finally, apoptotic bodies are >1000 nm în dimensiune și formă prin blebbing membranar de dezintegrare, de exemplu, microglia retiniană [38]. Componentele corpurilor apoptotice, cum ar fi fosfatidilserina, modulează fagocitoza microglială [38,39]. Ca urmare a acestor caracteristici diverse, EV-urile microgliale au început recent să fie investigate pentru boli neurodegenerative.

2.4. Microglia și îmbătrânirea

Celulele microgliale din retina șobolanilor nou-născuți și postnatali au o formă rotundă sau ameboidă și prezintă procese pseudopodale implicate în fagocitoza resturilor celulare și remodelarea sinapselor de dezvoltare [2]. În mod constant, pe măsură ce se apropie a doua și a treia săptămână a perioadei postnatale, corpurile celulare microgliale devin mai mici cu ramificații fine [2], presupunând un fenotip foarte ramificat odată cu progresul în dezvoltarea creierului [40]. Această progresie se reflectă și în regiunile creierului, inclusiv în cerebel, ceea ce sugerează că microglia este implicată activ prin maturarea SNC.

Un studiu a investigat caracteristicile microgliei corticale la șoarecii adulți în vârstă (24 de luni) și adulți tineri (6 luni) pentru a găsi o densitate scăzută a microgliei și grupuri distribuite neregulat [41]. Cu toate acestea, studiile cu microglia retiniană au evidențiat unele rezultate contradictorii.

În primul rând, au fost examinate grupe de vârstă similare de șoareci cu cele din studiul anterior (18-24 de luni față de 3-4 luni) pentru a constata că adulții mai în vârstă aveau densități semnificativ crescute ale microgliei retiniene în comparație cu cea a șoarecilor adulți mai tineri [42]. Acest lucru sugerează că răspunsurile microgliale la îmbătrânire pot fi specifice regiunii. O inspecție ulterioară a imaginilor retiniene în timp real a arătat că majoritatea microgliilor adulților bătrâni par să aibă procese mai puține și mai scurte, sugerând microglia activată sau ameboid, decât cele de la șoarecii tineri [42].

S-a constatat că acestea sunt aranjate într-o distribuție mozaică. Un studiu mai recent a analizat diferențele morfologice și de expresie a markerului microgliei retiniene montate în întregime la șoareci bătrâni (15 luni) și tineri (vârsta nespecificată) [43]. Spre deosebire de rezultatele de la Damani și colab., acest studiu nu a găsit diferențe semnificative în densitatea celulelor microglia retiniene pozitive iba-1 și aria acoperită de procese între cele două grupe de vârstă, în timp ce zona soma celulară din OPL, IPL, NFL și GCL și numărul de procese verticale au crescut semnificativ [42,43].

În plus, celulele tinere de microglia exprimau în cea mai mare parte P2RY12 și nici un CD68, în timp ce microgliale în vârstă erau CD68+ și păreau ameboid [43]. Aceste rezultate, în schimb, implică faptul că, odată cu îmbătrânirea, microglia își poate schimba morfologiile și profilul genetic pentru a se adapta procesului de îmbătrânire [43]. FernándezAlbarral și colab., cu toate acestea, nu dezvăluie vârstele exacte, speciile de șoareci sau metodele de cuantificare utilizate. Astfel de diferențe între studii pot afecta rezultatele.

Microglia îmbătrânită devine mai puțin dinamică, prezentând motilități procesului semnificativ mai lente în comparație cu cele din omologii lor mai tineri, ceea ce le compromite probabil capacitatea de a studia și de a interacționa continuu cu mediul lor [42]. Investigațiile post-mortem ale hipocampului și corticalei la adulți „tineri”, „medii” sau „bătrâni” (20–69 față de 70+ față de 90+ ani) au evidențiat mai multe răspunsuri microgliale specifice regiunii la îmbătrânirea [4]. Microglia în formă de bastonaș s-a dovedit a fi semnificativ mai abundentă în „mijloc” în comparație cu adulții „tineri”, deși acest lucru a fost observat doar în hipocamp, în timp ce adulții „bătrâni” au avut doar creșteri semnificative ale tijei în hipocamp [4]. Alte studii corticale și hipocampale au găsit tendințe microgliale similare odată cu vârsta, ceea ce sugerează că microglia îmbătrânită poate avea capacități de supraveghere diminuate necesare pentru menținerea unui SNC sănătos, care, la rândul său, poate crește riscul de a dezvolta boli neurodegenerative [44-46].

Axonii mielinizați ai neuronilor sunt o caracteristică esențială a SNC care permite o conductanță eficientă a potențialului de acțiune [47]. În timp ce mielina este produsă de multe celule oligodendrocite, ea suferă o reînnoire constantă, resturile de mielină fiind eliminate direct și înlocuite indirect de microglia [47,48]. Cu toate acestea, s-a propus că modificările formării resturilor de mielină odată cu îmbătrânirea pot duce, de asemenea, la disfuncții legate de vârstă ale celulelor imune ale SNC, cum ar fi microglia [49]. Prin urmare, odată cu vârsta, există mai multe molecule afectate asociate mielinei și este necesară o rată mai mare de schimbare a proteinei mielinei [49].

Acest lucru duce la o rată crescută de descompunere a mielinei, determinând o acumulare greoaie de mielină, care apoi formează agregate lizozomale insolubile în celulele microgliei [49]. TREM2 este exprimat pe membranele suprafeței celulelor microgliale; cu toate acestea, deficiența sau mutația sa poate duce la boală cauzată de demielinizarea excesivă [50]. Poliani şi colab. a descoperit că creierele „în vârstă” deficiente de TREM2 aveau demielinizare cu microglii distrofice și cu aspect ameboid [50]. Se mai spune că microglia ameboid TREM2-pozitiv se poate transforma apoi în diferite forme pe măsură ce începe să producă factori precum TNF și IL-1, care sunt considerați a fi factori „pro-regenerativi” [48 ].

Astfel, matricea extracelulară este modificată pentru a declanșa modificarea matricei extracelulare pentru a atrage și activa celulele precursoare de oligodendrocite (OPC) care apoi remielinizează axonul [48]. În plus, s-a constatat că răspunsurile microgliale sănătoase la demielinizare cresc expresia genelor asociate cu activarea, fagocitoza și metabolismul lipidic, în timp ce microgliale cu deficit de TREM2 nu au fost observate [50]. Alte studii au arătat că, deși eliminarea resturilor prin fagocitoza microglială este mai semnificativă odată cu creșterea în vârstă, fagocitoza mielinei „mai tânără” a fost mai competentă decât cu mielina „mai bătrână” [51]. Aceste modificări legate de vârstă au fost, de asemenea, corelate cu apariția mai frecventă a microgliei „distrofice” neramificate [51]. Nu există încă multe investigații ale fagocitozei microgliale retiniene legate de resturile de mielină, posibil din cauza lipsei de mielină în retină însăși.

Odată cu îmbătrânirea, populațiile microgliale devin distrofice și suferă modificări structurale și morfologice. Citoplasma începe să se fragmenteze, iar procesele lor celulare își pierd treptat ramificațiile fine și prezintă umflături sferoidale [52]. În plus, funcția lor constitutivă microglială începe să scadă și să arate răspunsuri anormale la leziuni microgliale. Aceste modificări, combinate cu modificările de îmbătrânire a expresiei moleculare și genice în microglia, au ca rezultat capacitatea redusă de a menține homeostazia în mediul imunitar, iar acest lucru poate contribui la tulburări neuronale, declin cognitiv și boli legate de vârstă [5,27,53– 55].

2.5. Factori genetici: efecte asupra îmbătrânirii microgliei

Vârsta este un factor de risc bine cunoscut pentru bolile neurodegenerative [56–58]. Prin urmare, schimbarea expresiei genelor în retina îmbătrânită a devenit de interes semnificativ. De exemplu, Chen et al. a investigat ARN-ul retinian total al șoarecilor C57BL/6 de 3-luni și 20-luni [57]. Odată cu creșterea vârstei, 298 de gene, inclusiv cele legate de răspunsul la stres și sinteza glicoproteinelor, au fost reglate în creștere de mai mult de două ori, în timp ce 137 de gene, inclusiv cele legate de răspunsurile imune și de apărare, au fost, de asemenea, subreglate de peste două ori [57] ].

În plus, analizele RT-PCR au arătat creșteri ale genelor inflamatorii asociate activării citokinelor, chemokinelor sau complementului, de exemplu, ligandul 2 al chemokinei (motiv CC) (CCL2), CCL12 sau componenta 3 a complementului (C3) [57]. Autorii au emis apoi ipoteza că aceasta ar putea reflecta activarea microglială, care a fost susținută de observarea imunohistologică a microgliei amiboide izolectinei B4+ în IPL doar la șoareci în vârstă [57]. Un alt studiu a reușit să investigheze în mod specific modificările transcripționale în microglia retiniană îmbătrânită, comparând ARN-ul extras din microglia retiniană izolată din 3-, 12-, 18- și 24-lună-lună. șoareci vechi C57BL/6 [58].

Au fost identificate un total de 719 gene exprimate diferențial și au fost asociate funcțional cu reglarea imună microglială, de exemplu, IL3 și IL7, angiogeneza, de exemplu, factorii de creștere a endoteliului vascular și factorii de creștere trofici, de exemplu, neurotrofina [58]. Interesant, la fel ca Chen și colab., expresia C3, o genă asociată cu degenerescența maculară legată de vârstă (AMD), a crescut odată cu vârsta, ceea ce a implicat că modificările transcripționale ale microgliei retiniene asociate senescenței ar putea contribui la patogenia AMD [58].

3. Scleroza multiplă

3.1. Scleroză multiplă

Scleroza multiplă (SM) este o boală inflamatorie cronică a SNC, care afectează aproximativ 100,000 pacienți în Regatul Unit și 2.500,000 pacienți la nivel global [59]. Interesant este că poate afecta de până la trei ori mai multe femei decât bărbați, cu o vârstă medie de debut la vârsta adultă timpurie [60]. În timp ce înregistrările inițiale ale caracteristicilor fiziopatologice legate de SM datează din 1838, prezentările lor patologice și clinice au fost identificate pentru prima dată ca „SM” în 1863 de Jean-Martin Charcot [61].

De atunci, au fost dezvăluite patologiile complexe ale SM. Simptomele frecvente ale SM implică calea oculară, cum ar fi subțierea RNFL, nevrita optică (ON) caracterizată prin afectarea inflamatorie a nervului optic și uveita caracterizată prin inflamația intraoculară a corpului vitros, a retinei și a tractului uveal [62-66]. De asemenea, s-a raportat că astfel de modificări retiniene pot apărea înaintea modificărilor în restul SNC în multe boli neurodegenerative, inclusiv SM [26].

Aceste descoperiri recente au condus la mult interes pentru cercetarea retinei. În ciuda proceselor complexe implicate în dezvoltarea SM, este o boală definită de răspunsurile autoimune prin activarea celulelor imune, cum ar fi limfocitele T, limfocitele B, celulele microglia și macrofagele, demielinizarea, remielinizarea și neurodegenerarea [12,67-69].

O ipoteză bine-cunoscută a SM este că aceasta se dezvoltă prin două faze principale. În primul rând, celulele T și celulele B mediază răspunsurile inflamatorii prin eliberarea de citokine care induc activarea celulelor inflamatorii, cum ar fi microglia, în spatele unei bariere hematoencefalice „închise” (BBB) ​​[68,70–72]. Inflamația cronică poate duce apoi la disfuncție mitocondrială, provocând deficiență de energie. În al doilea rând, semnalele neuroprotective sunt anulate, ceea ce afectează capacitatea de a repara demielinizarea, axonii deteriorați și neurodegenerarea [68,70]. Ca urmare, există blocaje semnificative ale conductanței axonale prin care, în cele din urmă, pacientul rămâne cu leziuni ireversibile ale SNC, cum ar fi BBB, determinând-o să devină „permeabilă” [68]. Aceasta, totuși, rămâne o teorie datorită dovezilor recente care arată că unii pacienți răspund mai bine la agenții terapeutici care vizează celulele B, spre deosebire de cei care vizează celulele T [70]. Deși au existat multiple investigații folosind metode în continuă evoluție, există o lipsă de consens din cauza rezultatelor științifice contradictorii [73].

3.2. Subtipuri de scleroză multiplă

Există un spectru de severitate pentru simptome și rate de progresie, care reflectă eterogenitatea SM [70]. Cea mai precoce prezentare a pacienților cu SM poate fi recunoscută ca un sindrom izolat clinic (CIS) [67]. Pacienții cu CIS au episoade simptomatice monofazice și monofocale, care prezintă, de exemplu, ataxie, fotofobie sau areflexie, care durează între 24 de ore la 3 săptămâni [67]. SM primar progresivă (PPMS) afectează aproximativ 15% dintre pacienții cu SM care, de obicei, experimentează o scădere constantă și progresivă a sănătății [74]. SM cu recidivă progresivă (PRMS) este cea mai puțin frecventă formă de SM, care afectează doar aproximativ 5% dintre pacienții care suferă de o scădere constantă a sănătății, cu vârfuri neașteptate de deteriorare și recuperare [74]. SM cu recădere remitentă (SMRR) este o formă mai frecventă, care afectează 80-90% dintre pacienții care suferă de creșteri neprevăzute ale dizabilității [70].

De obicei, aceste creșteri sunt succedate de recuperări complete, dar pe măsură ce pacienții îmbătrânesc și progresează în stadii ulterioare, aceste recuperări devin mai parțiale [70,74]. Acest lucru poate fi justificat de mulți pacienți cu SMRR care dezvoltă SM secundar progresiv (SPMS), unde pacienții pot prezenta mai puține vârfuri de afectare și pot începe să imite traiectoria bolii a PPMS [70,74]. Recent, interesele mai ample în studiile genetice au permis recunoașterea alelelor și variantelor de gene specifice MS, în special prin studiul de asociere la nivelul genomului [70,75]. Cantități mari de date au găzduit analize mai sofisticate care au dezvăluit că variantele specifice de gene au fost corelate cu diferitele tipuri de SM [76]. Aceste variante de gene s-au găsit predominant fizic și funcțional în apropierea genelor imunomodulatoare asociate cu patogeneza MS [70,75].

În ciuda acestui fapt, profilurile acestor subtipuri sunt doar descriptive, deoarece există o lipsă de dovezi suficiente pentru a face distincții fiziopatologice precise [77]. De exemplu, o mare parte a pacienților cu SM experimentează faze asimptomatice în care leziunile asociate SM și alte modificări patofiziologice pot apărea în tăcere [78]. Unele studii post-mortem pe creier au arătat chiar că au existat patologii distinctive asociate SM observate la subiecții care au fost considerați „sănătoși” în timpul vieții [78]. Mai recent, referințele la aceste subtipuri au evoluat, prin urmare, făcând distincție între activitatea bolii sau lipsa de activitate a bolii cu detalii despre „surge” sau progresie constantă și observații ale noilor leziuni ale SNC [77].

For more information:1950477648nn@gmail.com