Célula envolvente olfatoria

Las células olfatorias envolventes ( OEC ), también conocidas como glía envolvente olfatoria o células gliales envolventes olfatorias , son un tipo de macroglia ( glía radial ) que se encuentra en el sistema nervioso . También se conocen como células olfatorias de Schwann , porque envuelven los axones no mielinizados de las neuronas olfatorias de una manera similar a la que las células de Schwann envuelven las neuronas periféricas no mielinizadas . También comparten la propiedad de ayudar a la regeneración axonal.

Las células OEC son capaces de fagocitar restos axónicos in vivo y, in vitro, fagocitan bacterias . Se cree que la glía olfatoria que expresa la enzima antimicrobiana lisozima (LYZ) desempeña un papel importante en la inmunoprotección en la mucosa , donde las neuronas están expuestas directamente al entorno externo.

Las OEC se han probado con éxito en la regeneración axonal experimental en ratas adultas con daño traumático en la médula espinal , y actualmente se están realizando ensayos clínicos para obtener más información sobre las lesiones de la médula espinal y otras enfermedades neurodegenerativas .

En el sistema nervioso periférico , las OEC se encuentran dispersas en el epitelio olfatorio y el nervio olfatorio . En el sistema nervioso central , las OEC se encuentran en las dos capas externas del bulbo olfatorio . Durante el desarrollo, las neuronas olfativas primitivas extienden sus axones desde la placoda olfatoria , a través del mesénquima , hacia la vesícula telencefálica. ^[1] Después de llegar a la vesícula telencefálica, una pequeña capa de células y axones cubre la vesícula. Los axones olfatorios invaden la lámina basal de la glía limitans y el bulbo olfatorio para crear el nervio olfatorio y las capas glomerulares . Una fracción de los precursores migrantes epiteliales dan lugar a la glía envolvente olfatoria que habita en el nervio olfatorio y las capas glomerulares. ^[1] Las OEC y los astrocitos interactúan entre sí para formar una nueva glía limitans . ^[1] Las células olfativas olfatorias se diferencian de otras células gliales en su origen evolutivo, ya que están presentes tanto en el sistema nervioso periférico como en el sistema nervioso central. También se forman en haces de axones de neuronas sensoriales olfativas de una manera distinta a la mielinización .

Las células olfativas de la médula espinal (OEC) son células gliales radiales que realizan diversas funciones. Dentro del sistema olfativo, fagocitan restos axónicos y células muertas. Cuando se cultivan en una placa de Petri (in vitro), fagocitan bacterias. Múltiples estudios han demostrado que las OEC pueden ayudar en el tratamiento de lesiones de la médula espinal (LME) debido a sus propiedades regenerativas en el sistema nervioso periférico y su presencia en el sistema nervioso central. ^[2] También se sabe que las OEC sostienen y guían axones olfativos, crecen a través de cicatrices gliales y secretan muchos factores neurotróficos . ^[3]

Las OEC expresan marcadores gliales como la proteína ácida fibrilar glial , s100 y p75 , y marcadores gliales radiales como nestina y vimentina , que pueden ayudar aún más a los investigadores a comprender las características de etiquetado de estas glías especializadas.

El sistema olfativo de los mamíferos es inusual en el sentido de que tiene la capacidad de regenerar continuamente sus neuronas durante la edad adulta. ^[4] Esta capacidad está asociada con la glía envolvente olfatoria. Las nuevas neuronas receptoras olfativas deben proyectar sus axones a través del sistema nervioso central hasta un bulbo olfatorio para ser funcionales. El crecimiento y la regeneración de los axones olfativos pueden atribuirse a las células olfativas orgánicas, ya que forman los fascículos a través de los cuales crecen los axones desde el sistema nervioso periférico hasta el sistema nervioso central. ^[5] Las neuronas receptoras olfativas tienen una vida útil promedio de 6 a 8 semanas y, por lo tanto, deben ser reemplazadas por células diferenciadas de las células madre que se encuentran dentro de una capa en la base del epitelio cercano. El crecimiento axonal está guiado por la composición glial y la citoarquitectura del bulbo olfatorio, además de la presencia de células olfativas orgánicas. ^[4]

Se cree que las OEC son en parte responsables de la neurogénesis de las neuronas olfativas primarias a través de los procesos de fasciculación , clasificación celular y orientación axonal. ^[6]

La lesión traumática de la médula espinal provoca una pérdida permanente de las funciones motoras y sensoriales en el sistema nervioso central, denominada paraplejía o tetraplejía según el lugar de la lesión. Otros efectos perjudiciales pueden tener lugar en el sistema respiratorio y el sistema renal como resultado de la lesión. A diferencia del sistema nervioso periférico, el sistema nervioso central es incapaz de regenerar los axones dañados, por lo que sus conexiones sinápticas se pierden para siempre. El tratamiento actual es limitado y los principales métodos potenciales son controvertidos o ineficaces. Estudios que datan de la década de 1990 han comenzado a investigar el sistema olfativo de los mamíferos, ratas en particular, para obtener una mayor comprensión de la regeneración axonal y la neurogénesis , y la posible implementación de estas células en el sitio de la lesión de la médula espinal.

El trasplante de células madre embrionarias en la médula espinal se ha convertido en una posible terapia para el daño de la médula espinal y otras enfermedades neuronales en modelos animales. Varios estudios recientes han informado que al prevenir la inhibición de las células madre embrionarias se presentará una población uniforme de células en la médula espinal, creando un ambiente en el que los axones dañados pueden repararse. En octubre de 2014, el bombero polaco Darek Fidyka se convirtió en el primer paciente parapléjico en recuperar la movilidad después del trasplante de células madre embrionarias. ^{[7] [8]}

Las células OEC son similares a las células de Schwann en que proporcionan una regulación positiva del receptor p75 de NGF de baja afinidad después de una lesión; sin embargo, a diferencia de las células de Schwann, producen niveles más bajos de neurotrofinas . Varios estudios han demostrado evidencia de que las células OEC pueden apoyar la regeneración de axones lesionados, pero estos resultados a menudo no se pueden reproducir. ^[4] De todos modos, las células OEC se han investigado a fondo en relación con las lesiones de la médula espinal, la esclerosis lateral amiotrófica y otras enfermedades neurodegenerativas. Los investigadores sugieren que estas células poseen una capacidad única para remielinizar las neuronas lesionadas. ^[9]

El trasplante de células madre se ha identificado como otra posible terapia para la regeneración axonal en el sistema nervioso central mediante la administración directa de estas células al sitio de la lesión de la médula espinal. Tanto las células madre neuronales como las células madre/progenitoras neuronales (NSPC) se han trasplantado con éxito en el sistema nervioso central de ratas adultas y han tenido resultados positivos o neutrales como método de neurogénesis y regeneración axonal; sin embargo, ninguno de los métodos ha demostrado tener efectos beneficiosos a largo plazo, ya que la supervivencia celular suele ser inferior al 1% después del trasplante. ^[3] La incapacidad de estas células para mantenerse después del trasplante es el resultado de la inflamación , la incapacidad de una matriz suficiente para prosperar y crear una población uniforme de células, o la respuesta migratoria de las células necesarias para reparar por completo el sitio de la lesión. Otro problema actual con la supervivencia de las células es utilizar los biomateriales adecuados para administrarlas al sitio de la lesión.

Un estudio ha investigado el uso de goma gellan modificada con péptidos como biomaterial con células madre neuronales y células progenitoras/cepas neuronales para proporcionar un entorno que permita que estas células sobrevivan después del trasplante. ^[3] El hidrogel de goma gellan se puede inyectar de forma mínimamente invasiva y está aprobado por la FDA como aditivo alimentario debido a su estructura química. La goma gellan se modificó con varias secuencias de péptidos derivados de la fibronectina , de modo que las células del trasplante tengan propiedades estrechamente relacionadas con las del tejido nativo en la matriz extracelular . ^[3] Al imitar el tejido nativo, es menos probable que las células de entrega sean rechazadas por el cuerpo y se mejorarán las funciones biológicas como la adhesión y el crecimiento celular a través de interacciones célula-célula y célula-matriz. Para determinar la posibilidad de que las células madre neuronales y las células progenitoras neuronales mejoren la viabilidad celular, ambas células se cocultivaron en contacto directo entre sí, junto con la goma gellan modificada con péptidos. ^[3]

El experimento demostró que la adhesión, proliferación y viabilidad de las células madre dendríticas aumenta considerablemente cuando se utiliza la goma gellan modificada con péptidos como dispositivo de trasplante en comparación con un control de goma gellan. ^[3] Además, el cocultivo de células madre dendríticas y células madre dendríticas muestra una mayor supervivencia celular en comparación con la supervivencia celular de las células madre dendríticas cultivadas solas. Los resultados proporcionan evidencia de que este método de trasplante celular es una posible estrategia para reparar el daño de la médula espinal en el futuro.

Un estudio ha demostrado que el trasplante de células puede provocar un aumento de la temperatura corporal en un sujeto con una lesión anterior en la médula espinal. En este experimento, la temperatura corporal de los pacientes se elevó hasta alcanzar la de una fiebre moderada después del trasplante, y duró aproximadamente de 3 a 4 días. Sin embargo, el estudio proporciona evidencia de que incluso las lesiones medulares pasadas pueden beneficiarse de la recuperación funcional neurológica que puede proporcionar el trasplante de células madre en el futuro. ^[10]

También se sabe que el trasplante de células madre causa toxicidad y enfermedad de injerto contra huésped (EICH). Se han administrado células apoptóticas simultáneamente con células madre hematopoyéticas en modelos de trasplante experimentales, con la expectativa de obtener un mejor resultado. ^[11] Como resultado, la combinación previene la aloinmunización , regula positivamente las células T reguladoras (células T supresoras) y reduce la gravedad de la EICH. ^[11]

Las OEC tienen propiedades similares a las de los astrocitos , ^[12] ambos identificados como susceptibles a la infección viral. ^{[9] [12]}

A medida que el trasplante de células madre se está convirtiendo en un medio más frecuente para tratar el daño traumático de la médula espinal, es necesario abordar muchos procesos entre el inicio y el resultado final y hacerlos más eficientes. Al etiquetar las OEC, estas células pueden rastrearse mediante un dispositivo de imágenes por resonancia magnética (IRM) cuando se dispersan en el sistema nervioso central ^[13]. Un estudio reciente hizo uso de un nuevo tipo de partículas de óxido de hierro de tamaño micrométrico (MPIO) para etiquetar y rastrear estas células mediadas por transporte mediante IRM. ^[13] El experimento dio como resultado una eficiencia de etiquetado de OEC de más del 90% con un tiempo de incubación de MPIO tan corto como 6 horas, sin afectar la proliferación, migración y viabilidad celular . ^[13] Las MPIO también se han trasplantado con éxito en el cuerpo vítreo de ojos de ratas adultas, lo que proporciona el primer protocolo detallado para el etiquetado MPIO eficiente y seguro de OEC para su seguimiento por IRM no invasivo en tiempo real para su uso en estudios de reparación del sistema nervioso central y regeneración axonal. ^[13]

Se han identificado dos subpoblaciones distintas de OEC ^[14] con expresión alta o baja en la superficie celular del receptor del factor de crecimiento nervioso de baja afinidad (p75).

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