Retinal incorporation and differentiation of mesenchymal stem cells intravitreally injected in the injured retina of rats / Incorporação e diferenciação retiniana de células tronco mesenquimais intravítreas em ratos

PURPOSE: To evaluate the pattern of retinal integration and differentiation of mesenchymal stem cells (MSCs) injected into the vitreous cavity of rat eyes with retinal injury. METHODS: Adult rat retinas were submitted to laser damage followed by transplantation of DAPI-labeled BM-MSCs grafts. To assess the integration and differentiation of BM-MSCs in laser-injured retina, host retinas were evaluated 2.4 and 8 weeks after injury/transplantation. RESULTS: Our results demonstrated that the grafted cells survived in the retina for at least 8 weeks and almost all BM-MSCs migrated and incorporated into the neural retina, specifically in the outer nuclear layer (ONL), inner nuclear layer (INL) and ganglion cell layer (GCL) while a subset of grafted cells were found in the subretinal space posttransplantation. At 8 weeks immunohistochemical analysis with several retinal specific markers revealed that the majority of the grafted cells expressed rhodopsin, a rod photoreceptor marker, followed by parvalbumin, a marker for bipolar and amacrine cells. A few subsets of cells were able to express a glial marker, glial fibrillary acidic protein. However, grafted cells failed to express pan-cytokeratin, a retinal pigment epithelium marker. CONCLUSIONS: These results suggest the potential of BM-MSCs to differentiate into retinal neurons. Taken together, these findings might be clinically relevant for future mesenchymal stem cell therapy studies concerning retinal degeneration repair.

OBJETIVO: Avaliar o padrão de integração e diferenciação retiniana de células tronco mesenquimais (CTM) injetadas na cavidade vítrea de ratos portadores de lesões retinianas. MÉTODOS: Ratos Wistar adultos foram submetidos a múltiplas lesões retinianas utilizando-se YAG laser e injeção intravítrea de células tronco mesenquimais. A fim de se avaliar a integração e diferenciação retiniana, o tecido retiniano lesado pelo YAG laser / tratado pelas células tronco, foi avaliado 2, 4 e 8 semanas após a lesão. RESULTADOS: As células injetadas na cavidade vítrea sobreviveram na retina por pelo menos 8 semanas e quase todas células tronco mesenquimais migraram e incorporaram-se na retina neural, especificamente nas camadas nucleares externa e interna e camada de células ganglionares. Uma pequena quantidade de células foi encontrada no espaço sub-retiniano. A análise imuno-histoquímica de 8 semanas mostrou que a maioria das células injetadas expressou rodopsina (marcador para fotorreceptores), parvalbumina (marcador para células bipolares e amácrinas), GFAP (marcador de células gliais). As células injetadas não expressaram a pancitoqueratina, que é a marcadora de células do epitélio pigmentar da retina. CONCLUSÕES: Ocorre aparente diferenciação e incorporação de células tronco mesenquimais na retina de ratos após injeção intravitrea destas células.

Stem cells: potential source for retinal repair and regeneration

Stem cells have been studied in several fields of Medicine, and their applications are not too far from the clinical practice. Retinal impairment by neuronal death has been considered incurable due to the limited regenerative capacity of the central nervous system. The capacity of stem cells to regenerate tissues, as well as their plasticity makes them a potential source for retinal repair. The stem cells are a great promise for the therapy of inherited retinal disorders and retinal-neuronal degenerative diseases, such as retinitis pigmentosa and allied retinal dystrophies, which can result in blindness. Because of the accessibility, expansibility, and multipotentiality mesenchymal stem cells are expected to be useful for clinical applications, especially in regenerative medicine and tissue engineering. Mesenchymal stem cells are clonogenic, nonhematopoietic stem cells present in the bone marrow. Given the appropriate microenvironment, they could differentiate into cardiomyocytes or even into cells of nonmesodermal derivation including hepatocytes and neurons. So far, the results of a few studies are consistent with the belief that cell-based therapies using mesenchymal stem cells may be effective when it comes to retinal damaged tissue repair.

Células-tronco têm sido estudadas em várias áreas da Medicina e suas aplicações brevemente deverão estar incorporadas à prática clínica. O dano retiniano pela morte neuronal é considerado incurável devido a pobre capacidade regenerativa do sistema nervoso central. A capacidade das células-tronco em regenerar tecidos, assim como sua plasticidade, faz que estas sejam uma fonte potencial de células para a regeneração retiniana. Células-tronco são muito promissoras para o tratamento das distrofias retinianas, como a retinose pigmentar e outras doenças neurodegenerativas, que podem evoluir para cegueira. As células-tronco mesenquimais são o tipo mais provável de células-tronco a serem utilizadas na prática clínica devido a sua fácil acessibilidade e multipotencialidade de diferenciação em vários tecidos. As células-tronco mesenquimais são células clonogênicas, não-hematopoiéticas, localizadas na medula óssea. Desde que seja proporcionado um microambiente apropriado, estas células podem se diferenciar em cardiomiócitos e até mesmo em células de origem não-mesodérmica, como hepatócitos e neurônios. Até o presente momento, os resultados dos estudos iniciais são animadores em relação ao uso de células-tronco mesenquimais e uso eficaz destas no reparo de tecidos retinianos lesados.