Implementatie van een protocol voor de transdifferentiatie van mondslijmvliesepitheel naar hoornvliesepitheel (TransBuCor)

1. Herinnering aan de anatomie en histologie van het hoornvlies

   Het hoornvlies is een essentieel oculair onderdeel voor het gezichtsvermogen: vaak aangeduid als de eerste "transparante patrijspoort" aan de voorkant van het oog. Het is de eerste structuur die licht tegenkomt als het het oog binnenkomt. Zijn belangrijkste rol is het convergeren van invallende lichtstralen, die vervolgens naar de lens gaan voordat ze het netvlies bereiken en de visuele cascade initiëren.

   Het hoornvlies is een avasculair en transparant weefsel dat bestaat uit vijf lagen: hoornvliesepitheel, de laag van Bowman, stroma van het hoornvlies, het membraan van Descemet en endotheel van het hoornvlies.

   • Het hoornvliesepitheel is de buitenste laag van het hoornvlies, bestaande uit hoornvliesepitheelcellen, goed voor ongeveer 10% van het gehele hoornvlies. Deze laag regenereert voortdurend, waarbij elke zeven dagen een volledige vernieuwing plaatsvindt. Krassen op deze laag genezen over het algemeen goed.
   • De laag van Bowman helpt het epitheel van het hoornvlies en het stroma aan elkaar te binden. Deze laag kan niet regenereren als deze eenmaal beschadigd is, wat mogelijk kan leiden tot blijvende littekens die het gezichtsvermogen kunnen beïnvloeden.
   • Het stroma van het hoornvlies vertegenwoordigt ongeveer 90% van het hoornvlies en bestaat uit collageen en keratocyten.
   • Het membraan van Descemet bestaat uit collageen en scheidt het stroma van het hoornvlies van het endotheel. Deze laag wordt geleidelijk dikker naarmate de leeftijd vordert.
   • Het corneale endotheel is de binnenste laag en helpt bij het transporteren van vloeistof uit andere hoornvlieslagen. Schade aan deze laag kan dit proces in gevaar brengen en een negatieve invloed hebben op iemands gezichtsvermogen.

2. Vernieuwings- en genezingsproces van hoornvliesepitheel

   Hoornvliesepitheelcellen regenereren binnen 3 tot 10 dagen door constante vernieuwing van limbale stamcellen die zich in de limbus (overgangszone tussen het hoornvlies en de sclera) in de basale cellaag bevinden, in gepigmenteerde crypten die Vogt's palissaden worden genoemd.

   Een tekort aan limbale stamcellen (LSCD) wordt gekenmerkt door een verlies of aantasting van limbale stamcellen die cruciaal zijn voor de herbevolking van het hoornvliesepitheel en de limbale barrièrefunctie.

   De etiologie van LSCD kan genetisch zijn (PAX6), secundair aan chronische ontstekingen (bijv. ernstige allergische keratoconjunctivitis of oculaire rosacea), verworven door infectie zoals herpetische keratitis, of secundair aan een blaarziekte zoals het Steven-Johnson-syndroom of het Lyell-syndroom. LSCD kan ook worden verkregen door trauma door chemische of thermische brandwonden. Etiologieën kunnen ook idiopathisch zijn.

   Wanneer deze stamcellen verloren gaan, kan het hoornvliesepitheel zichzelf niet herstellen en vernieuwen. Dit leidt tot epitheliale afbraak, aanhoudende epitheliale defecten, conjunctivalisatie, neovascularisatie van het hoornvlies, littekens van het hoornvlies en chronische ontstekingen. Deze factoren dragen bij aan fotofobie, verlies van helderheid van het hoornvlies, verlies van gezichtsvermogen en chronische pijn. Dit maakt hoornvliestransplantatie onmogelijk omdat deze zou worden afgekeurd en/of een slechte genezing zou vertonen.

   De huidige oplossingen voor het aanpakken van deze oorzaak van hoornvliesblindheid zijn beperkt. Technieken omvatten autologe limbale transplantaten uit het contralaterale oog van de patiënt, maar dit kan een risico met zich meebrengen en is niet mogelijk als de pathologie bilateraal is. Allogene transplantaten zijn zeer riskant voor afstoting en vereisen een systemische immunosuppressieve behandeling.

3. Slijmvliestransplantaten bij periorbitale reconstructie

Mondslijmvliestransplantatie is een gevestigde chirurgische techniek voor de behandeling van conjunctivale tekortkomingen en littekens. Het mondslijmvlies heeft biologische eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van het bindvlies, omdat beide zijn samengesteld uit een of meer lagen epitheelcellen die een losse bindweefsellaag bedekken. Het kan herhaaldelijk worden geoogst, waarbij de donorsite gemakkelijk toegankelijk en overal beschikbaar is. De morbiditeit op de donorplaats is laag en operaties worden over het algemeen goed verdragen door patiënten. Bovendien is de chirurgische techniek relatief eenvoudig, waardoor het mondslijmvlies een ideale kandidaat is voor het vervangen van conjunctivale afwijkingen.

Mondslijmvliestransplantaten zijn niet alleen gebruikt voor het behandelen van samengetrokken oogkassen bij anoftalmische patiënten en het reconstrueren van het oogoppervlak en de fornix bij patiënten na tumorresectie, maar ook voor het behandelen van refractief pterygium en bij patiënten met pemfigoïde of oculaire symblefaron. Het is ook het meest gebruikte weefsel bij de behandeling van postoperatieve complicaties, waaronder conjunctivadeficiënties na glaucoom, netvlieschirurgie, cornea-smeltingen gerelateerd aan keratoprothese en het bedekken van het dacryocystorhinostomiekanaal. Bovendien is mondslijmvlies gebruikt om hardnekkige sclerocornea-smeltingen veroorzaakt door ernstige chemische brandwonden te herstellen.

Sommige teams hebben voorgesteld om mondslijmvliescellen te gebruiken en deze te transdifferentiëren tot limbale stamcellen. De mondholte is goed toegankelijk en stamcellen kunnen op een minimaal invasieve en laag risico voor de patiënt uit het slijmvlies worden geïsoleerd. Deze cellen hebben een hoog differentiatiepotentieel en brengen markers van embryonale stamcellen tot expressie; Tra2-49, Tra2-54, SSEA4, Oct4, Sox2 en Nanog, evenals de neurale topmarker Nestin. De proeven op mensen bevinden zich echter nog in de voorbereidende fase en er is tot nu toe geen enkele therapie gevalideerd.

In deze proof-of-concept studie is het doel om een ​​protocol te ontwikkelen voor het differentiëren van mondslijmvliescellen tot limbale stamcellen voor gebruik in een toekomstige klinische proef met patiënten.