Implementering av en protokoll for transdifferensiering av bukkal slimhinneepitel til hornhinneepitel (TransBuCor)

1. Tilbakekall om hornhinnens anatomi og histologi

   Hornhinnen er en essensiell okulær komponent for synet: ofte referert til som det første "gjennomsiktige koøye" foran på øyet. Det er den første strukturen som lys møter når det kommer inn i øyet. Dens primære rolle er å konvergere innfallende lysstråler, som deretter fortsetter mot linsen før de når netthinnen og starter den visuelle kaskaden.

   Hornhinnen er et avaskulært og gjennomsiktig vev som består av fem lag: hornhinneepitel, Bowmans lag, hornhinnestroma, Descemets membran og hornhinneendotel.

   • Hornhinneepitelet er det ytterste laget av hornhinnen, bestående av hornhinneepitelceller, og utgjør omtrent 10 % av hele hornhinnen. Dette laget regenereres konstant, med fullstendig fornyelse hver sjuende dag. Riper på dette laget gror generelt godt.
   • Bowman-laget hjelper til med å binde hornhinneepitel og stroma sammen. Dette laget kan ikke regenerere når det først er skadet, noe som kan føre til permanente arr som kan påvirke synet.
   • Hornhinnens stroma representerer omtrent 90 % av hornhinnen og er sammensatt av kollagen og keratocytter.
   • Descemets membran består av kollagen og skiller hornhinnens stroma fra endotelet. Dette laget tykner gradvis med alderen.
   • Hornhinneendotelet er det innerste laget og hjelper til med å transportere væske fra andre hornhinnelag. Skader på dette laget kan kompromittere denne prosessen og påvirke en persons syn negativt.

2. Fornyelse og helbredelsesprosess av hornhinneepitel

   Korneale epitelceller regenereres innen 3 til 10 dager gjennom konstant fornyelse fra limbale stamceller lokalisert ved limbus (overgangssone mellom hornhinnen og sclera) i basalcellelaget, innenfor pigmenterte krypter kalt Vogts palisader.

   Mangel på limbale stamceller (LSCD) er preget av tap eller svekkelse av limbale stamceller som er avgjørende for hornhinneepitelrepopulasjon og limbalbarrierefunksjon.

   Etiologiene til LSCD kan være genetiske (PAX6), sekundære til kronisk betennelse (f.eks. alvorlig allergisk keratokonjunktivitt eller okulær rosacea), ervervet gjennom infeksjon som herpetisk keratitt, eller sekundært til en blemmesykdom som Steven-Johnsons syndrom eller Lyell syndrom. LSCD kan også erverves gjennom traumer fra kjemiske eller termiske brannskader. Etiologier kan også være idiopatiske.

   Når disse stamcellene går tapt, klarer ikke hornhinneepitelet å reparere og fornye seg selv. Dette fører til epitelnedbrytning, vedvarende epiteldefekter, konjunktivalisering, neovaskularisering av hornhinnen, arr i hornhinnen og kronisk betennelse. Disse faktorene bidrar til fotofobi, tap av klarhet i hornhinnen, synstap og kroniske smerter. Dette gjør hornhinnetransplantasjon umulig ettersom den vil bli avvist og/eller vise dårlig tilheling.

   Nåværende løsninger for å adressere denne årsaken til hornhinneblindhet er begrenset. Teknikker inkluderer autologe limbaltransplantasjoner fra pasientens kontralaterale øye, men dette kan utgjøre risiko og er ikke mulig når patologien er bilateral. Allogene grafts er svært risikable for avstøtning og krever systemisk immunsuppressiv behandling.

3. Slimhinnetransplantasjoner i periorbital rekonstruksjon

Munnslimhinnetransplantasjon er en veletablert kirurgisk teknikk for behandling av konjunktivale mangler og arr. Munnslimhinnen har biologiske egenskaper som ligner på konjunktiva, begge er sammensatt av ett eller flere lag med epitelceller som dekker et løst bindevevslag. Det kan høstes gjentatte ganger, med giverstedet lett tilgjengelig og allment tilgjengelig. Morbiditeten på donorstedet er lav, og kirurgi tolereres generelt godt av pasienter. Dessuten er den kirurgiske teknikken relativt enkel, noe som gjør munnslimhinnen til en ideell kandidat for å erstatte konjunktivale anomalier.

Orale slimhinnetransplantater har blitt brukt ikke bare for å behandle sammentrukket socket hos anoftalmiske pasienter og rekonstruere den okulære overflaten og fornix hos pasienter etter tumorreseksjon, men også for å behandle refraktivt pterygium og hos pasienter med pemfigoid eller okulær symblepharon. Det er også det mest brukte vevet i behandling av post-kirurgiske komplikasjoner, inkludert konjunktivale mangler etter glaukom, netthinnekirurgi, hornhinnesmelter relatert til keratoprotese og dekker dacryocystorhinostomi-kanalen. I tillegg har munnslimhinnen blitt brukt til å reparere intraktable sclerocorneal smelter forårsaket av alvorlige kjemiske brannskader.

Noen team har foreslått å bruke bukkalslimhinneceller og transdifferensiere dem til limbale stamceller. Munnhulen er lett tilgjengelig, og stamceller kan isoleres fra slimhinnen på en minimalt invasiv og lavrisiko måte for pasienten. Disse cellene har et høyt differensieringspotensial og uttrykker markører for embryonale stamceller; Tra2-49, Tra2-54, SSEA4, Oct4, Sox2 og Nanog, samt den nevrale kammarkøren Nestin. Imidlertid er forsøk på mennesker fortsatt i det innledende stadiet, og ingen terapi har blitt validert til dags dato.

I denne proof-of-concept-studien er målet å utvikle en protokoll for å differensiere munnslimhinneceller til limbale stamceller for bruk i en fremtidig klinisk studie med pasienter.