Implementering av ett protokoll för transdifferentiering av buckalt mukosalt epitel till hornhinneepitel (TransBuCor)

1. Minns om hornhinnans anatomi och histologi

   Hornhinnan är en väsentlig okulär komponent för synen: kallas ofta för det första "transparenta hyttventilen" på framsidan av ögat. Det är den första strukturen som ljus möter när det kommer in i ögat. Dess primära roll är att konvergera infallande ljusstrålar, som sedan fortsätter mot linsen innan de når näthinnan och initierar den visuella kaskaden.

   Hornhinnan är en avaskulär och transparent vävnad som består av fem lager: hornhinneepitel, Bowmans skikt, hornhinnestroma, Descemets membran och hornhinneendotel.

   • Hornhinnans epitel är det yttersta lagret av hornhinnan, bestående av hornhinneepitelceller, som står för cirka 10 % av hela hornhinnan. Detta lager regenereras ständigt, med fullständig förnyelse var sjunde dag. Repor på detta lager läker i allmänhet bra.
   • Bowmans skikt hjälper till att binda samman hornhinneepitel och stroma. Detta lager kan inte regenereras när det är skadat, vilket potentiellt kan leda till permanenta ärr som kan påverka synen.
   • Hornhinnans stroma representerar cirka 90 % av hornhinnan och består av kollagen och keratocyter.
   • Descemets membran består av kollagen och separerar hornhinnans stroma från endotelet. Detta lager tjocknar gradvis med åldern.
   • Hornhinneendotelet är det innersta skiktet och hjälper till att transportera vätska från andra hornhinneskikt. Skador på detta lager kan äventyra denna process och negativt påverka en persons syn.

2. Förnyelse och läkningsprocess av hornhinneepitel

   Korneala epitelceller regenereras inom 3 till 10 dagar genom konstant förnyelse från limbala stamceller som finns vid limbus (övergångszonen mellan hornhinnan och sclera) i basalcellskiktet, i pigmenterade kryptor som kallas Vogts palisader.

   Brist på limbala stamceller (LSCD) kännetecknas av en förlust eller försämring av limbala stamceller som är avgörande för återpopulation av korneala epitel och limbal barriärfunktion.

   Etiologierna för LSCD kan vara genetiska (PAX6), sekundära till kronisk inflammation (t.ex. svår allergisk keratokonjunktivit eller okulär rosacea), förvärvad genom infektion såsom herpetisk keratit, eller sekundär till en blåsbildande sjukdom såsom Steven-Johnsons syndrom eller Lyells syndrom. LSCD kan också förvärvas genom trauma från kemiska eller termiska brännskador. Etiologier kan också vara idiopatiska.

   När dessa stamceller går förlorade kan hornhinnans epitel inte reparera och förnya sig. Detta leder till epitelnedbrytning, ihållande epiteldefekter, konjunktivalisering, neovaskularisering av hornhinnan, ärr i hornhinnan och kronisk inflammation. Dessa faktorer bidrar till fotofobi, förlust av klarhet i hornhinnan, synförlust och kronisk smärta. Detta gör hornhinnetransplantation omöjlig eftersom den skulle avvisas och/eller uppvisa dålig läkning.

   Nuvarande lösningar för att åtgärda denna orsak till hornhinneblindhet är begränsade. Tekniker inkluderar autologa limbaltransplantat från patientens kontralaterala öga, men detta kan utgöra risk och är inte möjligt när patologin är bilateral. Allogena transplantat är mycket riskabla för avstötning och kräver systemisk immunsuppressiv behandling.

3. Slemhinnetransplantat vid periorbital rekonstruktion

Munslemhinnetransplantation är en väletablerad kirurgisk teknik för att behandla konjunktivala brister och ärr. Munslemhinnan har biologiska egenskaper som liknar bindhinnan, båda består av ett eller flera skikt av epitelceller som täcker ett löst bindvävsskikt. Det kan skördas upprepade gånger, med donatorplatsen lättillgänglig och allmänt tillgänglig. Morbiditeten på givarstället är låg och kirurgi tolereras i allmänhet väl av patienter. Dessutom är den kirurgiska tekniken relativt enkel, vilket gör munslemhinnan till en idealisk kandidat för att ersätta konjunktivala anomalier.

Orala slemhinnetransplantat har använts inte bara för att behandla kontrakterade uttag hos anoftalmiska patienter och rekonstruera ögonytan och fornix hos patienter efter tumörresektion utan också för att behandla refraktivt pterygium och hos patienter med pemfigoid eller okulär symblepharon. Det är också den vanligaste vävnaden vid behandling av postoperativa komplikationer, inklusive konjunktivala brister efter glaukom, näthinnekirurgi, hornhinnesmälta relaterade till keratoprotes och täckning av dacryocystorhinostomikanalen. Dessutom har munslemhinnan använts för att reparera svårbehandlade sklerocorneal smältor orsakade av allvarliga kemiska brännskador.

Vissa team har föreslagit att använda buckala slemhinnorceller och transdifferentiera dem till limbala stamceller. Munhålan är lättillgänglig och stamceller kan isoleras från slemhinnan på ett minimalt invasivt och lågrisksätt för patienten. Dessa celler har en hög differentieringspotential och uttrycker markörer för embryonala stamceller; Tra2-49, Tra2-54, SSEA4, Oct4, Sox2 och Nanog, såväl som neural crest-markören Nestin. Men försök på människor är fortfarande i det preliminära skedet och ingen terapi har validerats hittills.

I denna proof-of-concept-studie är syftet att utveckla ett protokoll för att differentiera munslemhinnaceller till limbala stamceller för användning i en framtida klinisk prövning med patienter.