Implementering af en protokol for transdifferentiering af bukkal slimhindeepitel til hornhindeepitel (TransBuCor)

1. Husk på hornhindens anatomi og histologi

   Hornhinden er en vigtig okulær komponent for synet: ofte omtalt som det første "gennemsigtige koøje" foran øjet. Det er den første struktur, som lyset møder, når det kommer ind i øjet. Dens primære rolle er at konvergere indfaldende lysstråler, som derefter fortsætter mod linsen, før de når nethinden og starter den visuelle kaskade.

   Hornhinden er et avaskulært og gennemsigtigt væv, der består af fem lag: hornhindeepitel, Bowmans lag, hornhindestroma, Descemets membran og hornhindeendotel.

   • Hornhindeepitelet er det yderste lag af hornhinden, bestående af hornhindeepitelceller, der tegner sig for omkring 10% af hele hornhinden. Dette lag regenereres konstant, med fuldstændig fornyelse hver syvende dag. Ridser på dette lag heler generelt godt.
   • Bowman-laget hjælper med at binde hornhindens epitel og stroma sammen. Dette lag kan ikke regenerere, når det først er beskadiget, hvilket potentielt kan føre til permanente ar, der kan påvirke synet.
   • Hornhindens stroma repræsenterer omkring 90% af hornhinden og er sammensat af kollagen og keratocytter.
   • Descemets membran består af kollagen og adskiller hornhindens stroma fra endotelet. Dette lag bliver gradvist tykkere med alderen.
   • Hornhindens endotel er det inderste lag og hjælper med at transportere væske fra andre hornhindelag. Skader på dette lag kan kompromittere denne proces og påvirke en persons syn negativt.

2. Fornyelse og helingsproces af hornhindeepitel

   Hornhindeepitelceller regenereres inden for 3 til 10 dage gennem konstant fornyelse fra limbale stamceller placeret ved limbus (overgangszone mellem hornhinden og sclera) i basalcellelaget, inden for pigmenterede krypter kaldet Vogts palisader.

   Mangel på limbale stamceller (LSCD) er kendetegnet ved tab eller svækkelse af limbale stamceller, der er afgørende for hornhindeepitelrepopulation og limbal barrierefunktion.

   Årsagerne til LSCD kan være genetiske (PAX6), sekundære til kronisk inflammation (f.eks. svær allergisk keratoconjunctivitis eller okulær rosacea), erhvervet gennem infektion såsom herpetisk keratitis eller sekundær til en blæresygdom såsom Steven-Johnsons syndrom eller Lyell syndrom. LSCD kan også erhverves gennem traumer fra kemiske eller termiske forbrændinger. Ætiologier kan også være idiopatiske.

   Når disse stamceller går tabt, er hornhindens epitel ikke i stand til at reparere og forny sig selv. Dette fører til epitelnedbrydning, vedvarende epiteldefekter, konjunktivalisering, neovaskularisering af hornhinden, ar i hornhinden og kronisk inflammation. Disse faktorer bidrager til fotofobi, tab af klarhed i hornhinden, synstab og kroniske smerter. Dette gør hornhindetransplantation umulig, da den ville blive afvist og/eller udvise dårlig heling.

   Nuværende løsninger til at løse denne årsag til hornhindeblindhed er begrænsede. Teknikker omfatter autologe limbaltransplantater fra patientens kontralaterale øje, men dette kan udgøre en risiko og er ikke muligt, når patologien er bilateral. Allogene transplantater er meget risikable for afstødning og kræver systemisk immunsuppressiv behandling.

3. Slimhindetransplantationer i periorbital rekonstruktion

Oral slimhindetransplantation er en veletableret kirurgisk teknik til behandling af konjunktivale mangler og ar. Oral slimhinde besidder biologiske egenskaber, der ligner bindehinden, idet begge er sammensat af et eller flere lag af epitelceller, der dækker et løst bindevævslag. Det kan høstes gentagne gange, med donorstedet let tilgængeligt og bredt tilgængeligt. Morbiditeten på donorstedet er lav, og kirurgi tolereres generelt godt af patienterne. Desuden er den kirurgiske teknik relativt enkel, hvilket gør mundslimhinden til en ideel kandidat til at erstatte konjunktivale anomalier.

Orale slimhindetransplantater er blevet brugt ikke kun til behandling af sammentrækninger hos anophthalmiske patienter og rekonstruktion af den okulære overflade og fornix hos patienter efter tumorresektion, men også til behandling af refraktiv pterygium og hos patienter med pemfigoid eller okulær symblepharon. Det er også det mest almindeligt anvendte væv til behandling af post-kirurgiske komplikationer, herunder konjunktivale mangler efter glaukom, nethindekirurgi, hornhindesmeltninger relateret til keratoprotese og dækning af dacryocystorhinostomikanalen. Derudover er mundslimhinden blevet brugt til at reparere intraktable sclerocorneal smeltninger forårsaget af alvorlige kemiske forbrændinger.

Nogle hold har foreslået at bruge bukkale slimhindeceller og transdifferentiere dem til limbale stamceller. Mundhulen er let tilgængelig, og stamceller kan isoleres fra slimhinden på en minimalt invasiv og lavrisiko måde for patienten. Disse celler har et højt differentieringspotentiale og udtrykker markører for embryonale stamceller; Tra2-49, Tra2-54, SSEA4, Oct4, Sox2 og Nanog, samt neural crest-markøren Nestin. Imidlertid er forsøg på mennesker stadig i den indledende fase, og ingen terapi er blevet valideret til dato.

I dette proof-of-concept-studie er målet at udvikle en protokol til differentiering af mundslimhindeceller til limbale stamceller til brug i et fremtidigt klinisk forsøg med patienter.