Ανάπτυξη ενός προηγμένου ανθρωποποιημένου μοντέλου ποντικού για την σκλήρυνση κατά πλάκας: εφαρμογή σε προ-κλινικές μελέτες και δοκιμές νέων φαρμάκων
ΑΚΕΣΩ
Τ1ΕΔΚ-01859 (MIS 5032790)
Αντικείμενο του έργου είναι η διερεύνηση του ρόλου του ανθρώπινου ανοσοποιητικού συστήματος στην παθογένεση της σκλήρυνσης κατά πλάκας (ΣΚΠ). Η ΣΚΠ είναι μία χρόνια αυτοάνοση ασθένεια που προσβάλλει στον εγκέφαλο και το νωτιαίο μυελό του κεντρικού νευρικού συστήματος (ΚΝΣ), προκαλώντας νευροφλεγμονή και απώλεια μυελίνης. Η μυελίνη είναι το προστατευτικό κάλυμμα που περικλείει τους νευράξονες, και η απώλεια του στην ΣΚΠ εκθέτει τους νευρώνες στα τοξικά προϊόντα της φλεγμονής, οδηγώντας σε νευρωνική καταστροφή. Το αρχικό έναυσμα της νόσου δεν έχει ακόμη προσδιοριστεί, αλλά τα ανοσοκύτταρα στο αίμα επιτίθενται στο ΚΝΣ από τα πρώιμα στάδια της νόσου, οπότε η νόσος θεωρείται αυτοάνοση. Παρόλα αυτά, ο ρόλος των ανοσοκυττάρων του αίματος στην έναρξη της νόσου, δεν έχει ακόμα αποδειχθεί επιστημονικά.
Οι βασικοί στόχοι του έργου είναι:
- Η ανάπτυξη ενός προηγμένου ‘’ανθρωποποιημένου’’ μοντέλου ποντικού για την ΣΚΠ, στο οποίο να εμπλέκεται το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα.
- Η απόδειξη ότι η ΣΚΠ είναι μία αυτοάνοση ασθένεια που μεσολαβείται από τις ανθρώπινες αυτοάνοσες αποκρίσεις.
- Η δημιουργία ενός ανθρωποποιημένου μοντέλου για την ΣΚΠ με τη δυνατότητα δοκιμών ανθρώπινων φαρμάκων πειραματικά, πριν τη χρήση τους σε ανθρώπους.
- Η αποσαφήνιση του μηχανισμού δράσης ενός νέου ανοσοθεραπευτικού φαρμάκου, που καλείται ELMog και επάγει αντιγόνο-ειδική ανοσολογική ανοχή, με τη χρήση του στο ανθρωποποιημένο μοντέλο ποντικού.
Σε συνεργασία με νευρολόγους σε μία τοπική κλινική ΣΚΠ, επιλέξαμε ασθενείς με ΣΚΠ με πολύ ενεργό νόσο ως δότες ανοσοκυττάρων. Οι ασθενείς είχαν κατά προτίμηση γονότυπο DRB1*15, ο οποίος σχετίζεται με αυξημένη ευπάθεια στην εκδήλωση ΣΚΠ. Οι ασθενείς ήταν πλήρως ενήμεροι για τις διαδικασίες και τους επιστημονικούς σκοπούς αυτής της μελέτης, και πριν ενταχθούν σε αυτή έδωσαν την γραπτή συγκατάθεση τους. Έγινε λήψη ενός μικρού δείγματος και απομονώθηκαν τα ανοσοκύτταρα (peripheral blood mononuclear cells, PBMC) στο εργαστήριο. Τα κύτταρα αυτά μεταμοσχεύτηκαν σε B2m-NOG ανοσοκατεσταλμένους ποντικούς δέκτες. Η μεταμόσχευση του ανθρώπινου ανοσοποιητικού ήταν επιτυχημένη σε όλους τους ποντικούς, οι οποίοι κατόπιν παρακολουθήθηκαν σε βάθος χρόνου για την ανάπτυξη αποκρίσεων του ανθρώπινου ανοσοποιητικού και την ανάπτυξη αυθόρμητης νόσου τύπου ΣΚΠ ή την αυξημένη ευπάθεια στην ανάπτυξη της πειραματικής αυτοάνοσης εγκεφαλομυελίτιδας (ΠΑΕ), ενός επαγόμενου μοντέλου της ΣΚΠ.
Οι ανθρωποποιημένοι ποντικοί ανέπτυξαν δευτερογενή λεμφικά όργανα (σπλήνα και λεμφαδένες) τα οποία αποικήθηκαν από ανθρώπινα Β και Τ λεμφοκύτταρα, και εκδήλωσαν αντιγόνο-ειδικές αποκρίσεις μετά από την ανοσοποίηση με αντιγόνα των Τ κυττάρων. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον έχει το γεγονός ότι οι ανθρωποποιημένοι ποντικοί δέκτες κυττάρων από τον ένα ασθενή με γονότυπο DRB1*15, και όχι από τον υγιή δότη με γονότυπο DRB1*15 ή τον ασθενή που δεν είχε γονότυπο DRB1*15, ανέπτυξαν αυθόρμητα φλεγμονώδεις βλάβες στον εγκέφαλο, που περιείχαν CD4+ και CD8+ T λεμφοκύτταρα. Οι ίδιοι ποντικοί εμφάνισαν αυξημένη ευπάθεια στην ΠΑΕ που επάγεται με ανοσοποίηση με αντιγόνα μυελίνης. Παράλληλα, διερευνήσαμε το μηχανισμό ανοσολογικής ανοχής του ELMog, ενός πεπτιδίου μυελίνης που προέρχεται από την μυελινική γλυκοπρωτεΐνη των ολιγοδενδροκυττάρων (πεπτίδιο MOG35-55), που είναι συζευγμένο με τον πολυσακχαρίτη μαννάνη του ζυμομύκητα. Το ELMog παρείχε ισχυρή προστασία από την ΠΑΕ όταν χορηγήθηκε προληπτικά ή θεραπευτικά, μέσω ενός μηχανισμού που περιλαμβάνει την ενεργοποίηση των Ly6ChiCCR2+ μονοκυττάρων στην περιφέρεια, την αύξηση του PD-L1 και την παρεμπόδιση της μετανάστευσης των ανοσοκυττάρων στο ΚΝΣ ώστε να επάγουν τη νόσο.
Τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν πως τα PBMC από ασθενείς με ΣΚΠ είναι ικανά να επάγουν φλεγμονώδεις βλάβες στο ΚΝΣ, και δίνουν ενδείξεις για τη λειτουργική συσχέτιση του DRB1*15 γονοτύπου με την ευπάθεια στη ΣΚΠ, ενώ παράλληλα παρέχουν ένα προηγμένο μοντέλο ανθρωποποιημένου ποντικού για τη μελέτη της λειτουργίας του ανθρώπινου ανοσοποιητικού και της δυσλειτουργίας του στην ΣΚΠ. Παρέχουν επίσης ένα νέο και πολλά υποσχόμενο, υποψήφιο φάρμακο, το ELMog για την αντιγόνο-ειδική ανοσοθεραπεία της ΣΚΠ.
