Characterisation of glial glutamate transporters in mesenchymal stem cells after in vitro differentiation : application in vivo in a rat model of amyotrophic lateral sclerosis
(2005)
Files
247931_DeHemptinne_these.pdf
Restricted Access - Adobe PDF
- 13.96 MB
Details
- Authors
- Supervisors
- Abstract
- De wetenschappelijke gemeenschap heeft de laatste jaren belangstelling getoond ten overstaande het concept van plasticiteit van volwassen stamcellen. In het gebied van de neurologie is het wel gekend dat zowel neuronale cellen als gliale cellen een belangrijke rol vervullen in het ontstaan en ontwikkelen van neurologische pathologiën. De vervanging van neuronale cellen of het bevorderen van de activiteit van gliale cellen via de therapeutische implantatie van stamcellen vormen een belangrijke onderzoeksdomein. Veel belangstelling wordt eveneens gehecht aan de rol van astrocyten bij de regeling van de homeostasie van het glutamaat. <BR> In dit proefschrift hebben wij de expressie van functionele glutamaattransporters (GLT-1 en GLAST) gekarakteriseerd in geïsoleerde neuronale en mesenchymale stamcellen die in vitro gekweekt werden in omstandigheden die de differentiatie tot astrocyten bevorderen. Neuronale stamcellen (NSCen) ontwikkelen zich in suspensie tot een bolvorm en hun differentiatie werd ingeleid door zich te laten vasthechten aan de bodem van de kweekschaal. Bovendien werd hetzij serum, hetzij een groeifactor (de G5) aan het kweekmilieu toegevoegd. De cellen die gedurende 7 dagen in aanwezigheid van serum gekweekt werden namen de morfologie van protoplasmische astrocyten aan. Integendeel, de cellen die in contact werden gebracht met G5 namen het morfologische uitzicht van vezelachtige astrocyten. In de meerderheid van de cellen werd het fibrogliaal eiwit (GFAP) tot expressie gebracht. Immunocytochemisch kon worden aangetoond dat een behandeling met serum of met G5, de expressie van het GLT-1 (en in een mindere mate van GLAST) eveneens bevorderde. Dit effect kon worden gecorreleerd met een duidelijke toename van het transport van [³H]-D-aspartaat. <BR> Het onderzoek naar de plasticiteit van volwassen stamcellen werd uitgebreid naar de studie van de differentiatie van mesenchymale stamcellen (MSCen) die uit het beenmerg werden geïsoleerd en in vitro gekweekt. Na een kweekperiode van 10 dagen in aanwezigheid van groeifactoren hebben wij een toegenomen expressie van nestin (een vezelachtig intermediair eiwit normaal geproduceerd door NSCen) geobserveerd. Dit ging gepaard met een belangrijke expressie van GLT-1 (meer bescheiden van GLAST) gecorreleerd met een sterke stijging van het ‘uptake’ transport. Tenslotte hebben wij erbij ook nog de expressie van het astrocytair enzym, het glutamine synthetase (GS), kunnen vastellen. <BR> Globaal gezien zijn wij erin gelukt door kweek- en maturatie protocollen toe te passen, die voordien onderzocht werden op NSCen, een differentiatie van MSCen te bekomen met het vertonen van kenmerkende functionele en histochemische eigenschappen eigen aan astrocyten. <BR> De excitotoxiciteit van het glutamaat is betrokken bij de fysiopathologie van verschillende neurodegeneratieve afwijkingen waaronder de laterale amyotrofische sclerose (LAS) die bestaat uit een progressive motorische dysfunctie welke depaard gaat met verlamming en tenslotte fatale uitkom. Deze pathologie wordt veroorzaakt door de dood van grote motoneuronen in het ruggemarg en de hersenstam. Onlangs werd een stam transgene ratten ontwikkeld die symptomen vertonen die kenmerkend zijn van deze pathologie. Wih hebben ons onderzoek verder gericht naar de studie van een hypothetische gunstige invloed van cellulaire therapie op dez ratten. Om dit te verwezenlijken hebben wij hen intra-veineuse MSCen toegediend. Deze studie is nog volop aan de gang. Op preliminaire wijze hebben wij een zekere bescherming waargenomen met neiging tot endogeen herstel op het niveau van het lumbaal ruggmerg tijdens de eindfase van de afwijking. In het ruggmerg van de behandelde ratten werd de verschijning van de stamcelfactor (SCF), een chemotactische en overlevingsfactor voor NSCen, genoteerd. Merkwaardig is ook dat wij door immunolabelling het verschijnen van nestin opgemerkt hebben. Het valt bovendien te signaleren dat verlamming zich dikwijls op een asymmetrische wijze ontwikkelt en dat aanwezigheid van nestin uitsluitend ipsilateraal genoteerd werd, langs dezelfde zijde waar de belangrijkste symptomen eveneens geobserveerd werden. <BR> Deze resultaten suggereren dat er in de eindfase van de pathologie mogelijks een rekrutering optreedt van endogene neurogliale cellen. Deze waarnemingen zouden kunnen wijzen op het belang van het op punt stellen van behandelingen bestaande uit het aanwenden van endogene of exogene stamcellen. <BR> Alhoewel een zekere en boeiende vooruitgang reeds geboekt werd, is er heel veel onderzoek en nieuwe kennis vereist vooraleer volwassen stamcellen met vertrouwen gebruikt kunnen worden in de behandeling van neurodegeneratieve ziekten
- Affiliations
Citations
de Hemptinne, I. (2005). Characterisation of glial glutamate transporters in mesenchymal stem cells after in vitro differentiation : application in vivo in a rat model of amyotrophic lateral sclerosis. https://hdl.handle.net/2078.5/110676