Terapia com células-tronco para a doença de Alzheimer: uma visão geral dos modelos experimentais e da realidade, parte 3

2.3.6|Nova teoria do equilíbrio

A terapia com células-tronco para DA está relacionada ao efeito integrativo de diferentes mecanismos, como inflamação, imunorregulação, estresse oxidativo, apoptose, autofagia e angiogênese (Figura 3).11

A relação entre regulação imunológica e memória é um tema de grande interesse. A pesquisa mostra que existe uma estreita ligação entre o sistema imunológico e o sistema de memória.

O sistema imunológico é uma força defensiva em nosso corpo que resiste à invasão e ao ataque de patógenos. No entanto, quando o sistema imunológico entra em colapso, pode levar ao desenvolvimento de muitas doenças. Muitos estudos comprovam que existe uma conexão importante entre o sistema imunológico e o sistema de memória.

O sistema imunológico pode manter a saúde do corpo desempenhando um papel na regulação imunológica. A regulação imunológica nos ajuda a combater doenças, ao mesmo tempo que promove a saúde do cérebro. O cérebro é muito sensível à regulação imunológica e, quando o sistema imunológico entra em colapso, a saúde do cérebro também é afetada. No entanto, quando regulamos o nosso sistema imunitário para manter o nosso corpo saudável, também temos um impacto positivo na memória do nosso cérebro.

A relação entre regulação imunológica e memória reforça-se mutuamente. Ao regular ativamente o sistema imunológico, podemos reduzir a ocorrência de doenças e, ao mesmo tempo, melhorar a memória. Por outro lado, quando melhoramos a nossa memória através de atividades como exercício e manutenção de uma dieta saudável, também temos um impacto positivo no nosso sistema imunitário. Portanto, podemos dizer que a relação entre regulação imunológica e memória é interdependente.

Em suma, manter um estilo de vida saudável e regular ativamente o sistema imunológico durante a vida são muito importantes para promover a melhoria da memória. Devemos sempre prestar atenção à nossa saúde e ao estado do nosso sistema imunológico, e manter-nos saudáveis ​​praticando exercícios e mantendo uma dieta saudável. Desta forma, podemos não só manter a saúde do nosso corpo, mas também promover a saúde do nosso cérebro e melhorar a nossa memória. Percebe-se que precisamos melhorar a memória, e a Cistanche deserticola pode melhorar significativamente a memória, pois a Cistanche deserticola também pode regular o equilíbrio dos neurotransmissores, como aumentar os níveis de acetilcolina e fatores de crescimento. Essas substâncias são muito importantes para a memória e o aprendizado. Além disso, a Cistanche deserticola também pode melhorar o fluxo sanguíneo e promover o fornecimento de oxigênio, o que pode garantir que o cérebro receba nutrientes e energia suficientes, melhorando assim a vitalidade e a resistência do cérebro.

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Esses mecanismos alteram a homeostase regional no hipocampo e medeiam a reconstrução funcional, estabelecendo um novo equilíbrio.34 A nova teoria do equilíbrio envolve muitos assuntos avançados, como a heterogeneidade e o efeito terapêutico das células-tronco, o papel das vesículas ou exossomos extracelulares derivados de células-tronco e a plasticidade sináptica. mediado pelo crosstalk entre células T e microglia.

3|EFICIÊNCIA TERAPÊUTICA DAS CÉLULAS-TRONCO E SEUS FATORES DE INFLUENCIAÇÃO

3.1|A avaliação do efeito terapêutico

Células-tronco como NSCs, BM-MSCs, hUCB-MSCs, ESCs e iPSCs foram investigadas em diferentes modelos animais semelhantes à DA. Além disso, hUCB-MSCs, hPD-MSCs, hBM-MSCs e hADSVF estão sendo testados em diferentes clínicas ensaios.

A avaliação da eficácia terapêutica envolve (i) testes de desempenho comportamental em modelos animais e (ii) indicadores bioquímicos e patohistológicos. Exemplos de testes de desempenho comportamental incluem labirinto aquático de Morris, labirinto de Barnes, labirinto em Y, labirinto em T, labirinto zero, {{3 }}labirinto de braço, tarefa de evitação discriminativa do labirinto em cruz, teste da caixa de transporte, teste de descida, teste de campo aberto e evitação no escuro.59,81 Em ensaios clínicos, a gravidade relacionada à doença de todos os indivíduos é avaliada com base nos sintomas, função cognitiva, memória, e qualidade de vida.

Alterações bioquímicas e pato-histológicas do modelo transgênico triplo A PP/PS/tau são informativas na avaliação de patologias amiloides e tau co-evolutivas, que estão relacionadas ao patomecanismo da doença de Alzheimer.82

As alterações fisiopatológicas de A e tau no cérebro humano ocorrem antes do início dos sintomas da DA. Existem níveis elevados de A 42, t-tau e p-tau nos exossomos neurogênicos periféricos e no líquido cefalorraquidiano, o que é uma evidência poderosa para o diagnóstico de DA.83,84.

3.2|Seleção de modelos animais

Muitos modelos animais com doença de Alzheimer imitam as características patológicas da amiloidose, como a injeção de proteínas A (por exemplo, A 1-42, A 1-40, A 25-35) e modelos transgênicos.85– 88

As vantagens do método de injeção incluem alta taxa de sucesso, boa estabilidade, rapidez e capacidade de usar diferentes espécies animais. No entanto, este método causa inevitavelmente danos mecânicos ao tecido cerebral durante o processo de injeção, resultando em lesões imprevisíveis. Ao empregar modificação genética de APP, PS1, PS2 e APOE4, proteínas A superproduzidas são depositadas no cérebro para induzir disfunção cognitiva.

É digno de nota que as patologias de amiloide e tau em estágio terminal em camundongos com DA 3x transgênicos são semelhantes àquelas na DA esporádica, mas a investigação abrangente de A PP, amiloide e tau revela diferenças importantes na caracterização bioquímica e patológica.82 A tau hiperfosforilada é expressa junto com A PP/A desde tenra idade, enquanto placas amiloides extracelulares abundantes e filamentos helicoidais pareados são observados em estágio tardio.82

Os modelos transgênicos são úteis na avaliação da proteopatia A, mas não nos modelos de DA esporádica, pois refletem mal a patogênese da doença humana. Além disso, modelos animais semelhantes à DA também podem ser estabelecidos por outros métodos, como injeção intraperitoneal de d-galactose, injeção direta de escopolamina para prejudicar neurônios colinérgicos, dano hipocampal mediado por gama-faca e assim por diante.89-92

Curiosamente, o A produzido no fígado também pode induzir a neurodegeneração, que é outra causa potencial da doença de Alzheimer.93 Portanto, a compreensão das vantagens e limitações dos modelos semelhantes à DA ajudará a selecionar um modelo adequado que melhor se aproxime da DA esporádica humana.82 Como os resultados muito bem sucedidos em

Embora os modelos animais possam reflectir apenas aspectos limitados da patologia da DA humana, o historial de sucesso nos ensaios clínicos da DA é muito fraco.88,94.

3.3|Para otimizar os tipos de células-tronco

A terapia com células-tronco pode melhorar os déficits cognitivos, conforme demonstrado por diferentes modelos animais semelhantes à DA.11,42 Até o momento, não há conclusões quanto à comparação da eficácia terapêutica utilizando diferentes células-tronco. Cada tipo de célula tem suas fraquezas ou limitações. Por exemplo, ESCs e hUCB-MSCs têm questões éticas e imunogênicas. NSCs autólogas de biópsia cerebral podem enfrentar atitudes inaceitáveis ​​e desafios técnicos.

Relativamente, as BM-MSCs parecem ter certas vantagens, mas ainda são complicadas por vários problemas, como heterogeneidade, baixa viabilidade e má localização na área de lesão. De acordo com os dados disponíveis, a eficiência terapêutica das células-tronco é alterada devido a (i) viabilidade e heterogeneidade, (ii) pré-condicionamento e (iii) manipulação genética. O número de passagens de MSCs cultivadas tem um impacto significativo na pluripotência. 

As BM-MSCs de camundongo podem manter a morfologia funcional e o estado multipotente na 4ª geração.95,96 A expressão de CD29, CD44 e CD90 na membrana das BM-MSCs de rato aumenta gradualmente com o número de passagens, atingindo o pico após{{8} } gerações.97,98 Acredita-se geralmente que as BM-MSCs antes7 passagens têm alta viabilidade e são adequadas para terapia com células-tronco.

A viabilidade das MSCs pode ser melhorada através de pré-condicionamento, modificação genética e um sistema de cultura. Células-tronco pré-condicionadas com dimetiloxalilglicina podem aumentar a eficiência terapêutica de modelos animais induzidos por A.73 Outros métodos de pré-condicionamento, como hipóxia, lipopolissacarídeo (LPS), citocinas inflamatórias, vitamina E, estimulação eletromagnética e lasers de baixo nível, também podem melhorar a viabilidade e o efeito imunomodulador de células-tronco.79,99 As células-tronco mesenquimais podem ser modificadas por meio da manipulação genética para aumentar a eficiência terapêutica.

Quando BM-MSCs que superexpressam VEGF são transplantadas em camundongos APP/PS1, o acúmulo de depósitos amilóides é reduzido, o que pode melhorar significativamente o comprometimento cognitivo da DA nos estágios médio e tardio da DA em camundongos.70 O transplante de MSCs que expressam antisnesemiR-937 reduz a deposição de proteínas A, estimula a secreção de BDNF e melhora os déficits comportamentais, conforme demonstrado pelo teste de reconhecimento social e pela tarefa de evitação discriminativa do labirinto em cruz em camundongos APP/PS1.74

3.4|Para otimizar os métodos de entrega

Como mencionado acima, os métodos comuns para distribuição de células-tronco incluem intravenoso, intra-hipocampal, intracerebroventricular e intranasal. Cada método tem diferentes vantagens e fraquezas. Às vezes, o método de entrega é um fator chave na determinação da eficácia terapêutica das células-tronco transplantadas. Por exemplo, é necessário transplantar repetidamente células-tronco para obter um resultado satisfatório.

Foi demonstrado que o transplante repetido é mais eficaz do que um único regime de tratamento no modelo de rato.81,100 No ensaio clínico NCT03117738, MSCs autólogas derivadas de tecido adiposo (AdMSCs) serão transfundidas por via intravenosa 9 vezes em intervalos de 2- semanas. Na aplicação clínica, é impraticável que os pacientes recebam múltiplas injeções através do método intrahipocampal ou intracerebroventricular.

4|PROSPECTIVA E DESAFIO

4.1|A biossegurança das células-tronco

As células-tronco transplantadas podem alterar seu fenótipo e função após serem implantadas em diferentes tecidos. Estudos iniciais descobriram que o transplante de CES pode induzir a formação de teratoma in vivo.

Além disso, a tumorigênese tem sido relatada de forma autóloga, tão importante quanto sua eficácia. Curiosamente, os exossomos derivados de células-tronco (SC-Exos) atuam como mediadores livres de células para a troca de informações intercelulares.29,76,101 A injeção intracerebroventricular de SC-Exos pode reduzir placas A e emaranhados de tau para melhorar a função cognitiva em camundongos transgênicos APP/PS1. 101 As vantagens terapêuticas das células estaminais e SC-Exos serão determinadas através de estudos comparativos paralelos no futuro.

4.2|A padronização da cultura de células-tronco

Qualquer que seja a origem tecidual das células-tronco, a especificação dos números de passagem representa um parâmetro importante antes de poder aproveitar as células-tronco com maior segurança. Até o momento, não existe um protocolo padronizado para cultura de células-tronco. Por exemplo, alguns estudos transplantaram BM-MSCs nas passagens 1-2, mas outros estudos usaram BM-MSCs nas passagens 4-6 ou passagens 7-10.63,102 Isso pode explicar por que os efeitos terapêuticos são tão inconsistentes. Além do tipo de células-tronco, a eficiência terapêutica também é afetada por outros fatores, como a concentração celular, a espécie dos receptores e os métodos de entrega. Assim, é imperativo padronizar o protocolo para terapia com células-tronco.

4.3|Avaliação adicional da entrega de células-tronco

Os métodos de entrega comuns em estudos pré-clínicos incluem injeção estereotáxica no cérebro e injeção intravenosa na veia periférica. A injeção estereotáxica no cérebro é um procedimento traumático, geralmente um único tratamento. Sua aplicação clínica e efeito terapêutico são, portanto, limitados. Múltiplas injeções através de veias periféricas também podem melhorar a capacidade cognitiva de modelos semelhantes à DA até certo ponto, mas a otimização deste método precisa de avaliação adicional. Recentemente, a administração nasal tem sido utilizada para fornecer células-tronco, o que pode aliviar o comprometimento cognitivo em camundongos com DA.58 No entanto, este é um novo método alternativo cuja eficácia e estabilidade devem ser determinadas por estudos futuros.

4.4|As perspectivas da terapia com células-tronco

As células-tronco autólogas são o tipo de célula mais utilizado devido ao fácil isolamento e transplante intravenoso, sem questões imunogênicas e éticas.103 Ainda assim, alguns problemas precisam ser resolvidos, como segurança a longo prazo, fonte ideal de células e procedimento de entrega, a resposta do doador células-tronco ao microambiente patogênico da DA e aos mecanismos de ação (Figura 3). No entanto, as células-tronco têm sido empregadas no tratamento de modelos animais semelhantes à DA há décadas, e o acúmulo de uma grande quantidade de dados de pesquisa lançou as bases para o ensaio clínico de DA. Previsivelmente, a terapia com células-tronco se tornará uma boa candidata para o tratamento da DA e de outras doenças neurológicas.

5|RESUMO

A terapia com células-tronco para a DA é uma enorme promessa, mas continua em desenvolvimento. Agora, estudos pré-clínicos demonstram a prova do conceito e revelam os mecanismos terapêuticos subjacentes. A terapia com células-tronco foi testada em ensaios clínicos. O acúmulo de dados de pesquisa lançou as bases para o futuro tratamento clínico de pacientes com DA. Talvez a sinergia de diferentes métodos possa ser empregada em estratégias terapêuticas que envolvam modificação celular, manipulação genética e intervenção farmacológica. Em relação à eficácia da terapia com células-tronco em pacientes com DA, será necessário mais tempo para concluir.

AGRADECIMENTOS

Este trabalho foi apoiado pela bolsa da Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (81941012), pela iniciativa CAMS para Medicina Inovadora da China (2021-I2 M-1-034) e pelo Projeto Nacional Chave de Pesquisa e Desenvolvimento (2017YFA0105200).

CONFLITO DE INTERESSES

Os autores desta revisão são membros do conselho editorial da AMEM, mas foram excluídos do processo de revisão por pares e de todas as decisões editoriais relacionadas à publicação deste artigo.

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