Human Wharton’s jelly mesenchymal stem cells protect axotomized rat retinal ganglion cells via secretion of antiinflammatory and neurotrophic factors

Abstract

El artículo muestra los resultados del estudio de la capacidad neuroprotectora de las células mesenquimales derivadas de cordón umbilical (CMCU) sobre las células ganglionares de la retina (CGR) tras axotomía por aplastamiento del nervio óptico. Se quería saber, no solo si existía efecto neuroprotector, si no también si el trasplante de estas células tenía algún efecto tóxico en retina, y dilucidar los posibles mecanismos a través de los cuales se produjeran estos efectos. En una primera parte del estudio, demostramos que las CMCU suprimen la proliferación de células T e inhiben la producción de citocinas proinflamatorias, confirmando que su efecto inmunomodulador es mayor que el de las células mesequimales derivadas de médula ósea. También observamos que tras la inyección intravítrea de CMCU, estas se integran en la capa de CGR, extendiéndose por toda la retina, observándose una reducción importante a los 30 días, y no observando la formación de tumoración. En retinas intactas no se observó efecto tóxico sobre las CGR, si bien sí hubo alteración de la arquitectura de la retina por la infiltración masiva de células Iba1+ (microglía o macrófagos), que se reduce mucho a los 30 días y da señales de restauración de dicha arquitectura. Por otra parte, en retinas axotomizadas se encontró un aumento muy importante de la supervivencia de las CGR de los animales tratados.

Mesenchymal stem cell (MSC) transplantation is emerging as an ideal tool to restore the wounded central nervous system (CNS). MSCs isolated from extra-embryonic tissues have some advantages compared to MSCs derived from adult ones, such as an improved proliferative capacity, life span, differentiation potential and immunomodulatory properties. In addition, they are more immunoprivileged, reducing the probability of being rejected by the recipient. Umbilical cords (UCs) are a good source of MSCs because they are abundant, safe, non-invasively harvested after birth and, importantly, they are not encumbered with ethical problems. Here we show that the intravitreal transplant of Wharton´s jelly mesenchymal stem cells isolated from three different human UCs (hWJMSCs) delays axotomy-induced retinal ganglion cell (RGC) loss. In vivo, hWJMSCs secrete anti-inflammatory molecules and trophic factors, the latter alone may account for the elicited neuroprotection. Interestingly, this expression profile differs between naive and injured retinas, suggesting that the environment in which the hWJMSCs are modulates their secretome. Finally, even though the transplant itself is not toxic for RGCs, it is not innocuous as it triggers a transient but massive infiltration of Iba1+cells from the choroid to the retina that alters the retinal structure.