מיקרוגליה ברשתית ובמוח בטרשת נפוצה ונוירודגנרציה חלק 1

תַקצִיר:

Microglia הם תאי החיסון השוכנים של מערכת העצבים המרכזית (CNS), כולל הרשתית. כמו מיקרוגליה במוח, מיקרוגליות רשתית אחראיות למעקב רשתית, מגיבות במהירות לשינויים סביבתיים על ידי שינוי מורפוטיפים ותפקודים. מיקרוגליה מופעלת בתגובות דלקתיות במחלות נוירודגנרטיביות, כולל טרשת נפוצה (MS).

המוח שלנו הוא איבר מורכב המכיל מגוון רחב של נוירונים ומעגלים עצביים. הקשרים ההדדיים בין המבנים הללו הם המפתח לאופן פעולת הזיכרון. כאשר אנו לומדים משהו חדש או חווים משהו חדש, המוח אוגר את המידע המתאים בסינפסות בין נוירונים. עם הזמן, הקשרים בין סינפסות מתחזקים בהדרגה, שהוא זיכרון לטווח ארוך.

אם מערכת העצבים המרכזית שלנו יוצאת מאיזון, זה ישפיע על הזיכרון שלנו. הדוגמה הנפוצה ביותר היא אובדן זיכרון בקרב קשישים. מצב זה נובע לעתים קרובות ממוות של נוירונים והיחלשות של קשרים בין נוירונים עקב הזדקנות. בנוסף, מחלות נוירולוגיות מסוימות יכולות גם להפריע לתפקוד התקין של המוח, ובכך להשפיע על הזיכרון שלנו. אבל הבעיות הללו אינן בלתי הפיכות, וניתן להשתמש בשיטות מדעיות כדי לעזור לשפר ולהגן על הזיכרון.

אנו יכולים לקדם את בריאות מערכת העצבים המרכזית ולשפר את הזיכרון על ידי ביצוע שינויים באורח החיים שלנו. דוגמאות כוללות פעילות גופנית סדירה, שינה מספקת, תזונה בריאה ותרגילי מוח. אמצעים אלה לא רק עוזרים לשמור על בריאות גופנית אלא גם לקדם את בריאות המוח ולהפחית את אובדן הנוירוטרנסמיטורים, ובכך לשפר את הזיכרון.

בסך הכל, יש קשר חזק בין מערכת העצבים המרכזית לזיכרון. עלינו לשים לב להרגלי החיים שלנו כדי לשמור על תפקוד המוח שלנו בריא ככל האפשר ולהשתמש בכך כבסיס לשמירה על הזיכרון שלנו. ניתן לראות שעלינו לשפר את הזיכרון שלנו. Cistanche יכול לשפר באופן משמעותי את הזיכרון מכיוון שמשחת בשר היא חומר רפואי סיני מסורתי עם השפעות ייחודיות רבות, אחת מהן היא שיפור הזיכרון. היעילות של בשר טחון מגיעה ממגוון מרכיבים פעילים שהוא מכיל, לרבות חומצה קרבוקסילית, פוליסכרידים, פלבנואידים וכו'. מרכיבים אלו יכולים לקדם את בריאות המוח בערוצים שונים.

לחץ על דע זיכרון לטווח קצר כיצד לשפר

כאשר מופעלות על ידי גירויי לחץ, מיקרוגליות ברשתית משנות את המורפולוגיה והפעילות שלהן, עם השלכות מועילות או מזיקות. בסקירה זו, אנו מתארים מאפיינים של מיקרוגליה של מערכת העצבים המרכזית, כולל אלה ברשתית, תוך התמקדות במורפולוגיה, מצבי ההפעלה והתפקוד שלהם בבריאות, הזדקנות, טרשת נפוצה ומחלות ניווניות אחרות כגון מחלת אלצהיימר, מחלת פרקינסון, גלאוקומה, ורטיניטיס פיגמנטוזה, כדי להדגיש את פעילותם במצב. אנו דנים גם בממצאים סותרים בספרות ובדרכים הפוטנציאליות להפחתת חוסר עקביות בעתיד על ידי שימוש במתודולוגיה סטנדרטית, למשל, אלגוריתמים אוטומטיים, כדי לאפשר הבנה מקיפה יותר של תחום מחקר מרגש זה.

מילות מפתח:

רִשׁתִית; מיקרוגליה; ניוון עצבי; טרשת נפוצה; מיקרוגליה ברשתית; מורפוטיפ מיקרוגליה.

1. הקדמה

מיקרוגליה הם תאי גליה חיסוניים של מערכת העצבים המרכזית (CNS). הם עוברים באופן דינמי למורפולוגיות שונות, אשר נקשרו גם למצבי הפעלה ספציפיים שעשויים להיות קשורים לתפקודים נוירו-פרוטקטיביים ו/או נוירוטוקסיים בתגובה לגירויים, פציעה או עלבון [1-6]. שינויים מורפולוגיים ותפקודיים אלו חיוניים לתמיכה ב-CNS בריא על ידי תרומה להומאוסטזיס [2,7,8]. עם זאת, עדויות מתעוררות החלו להראות מעורבות של מיקרוגליה במחלה לפיה אי תפקוד מיקרוגליאלי עלול להיגרם על ידי מחלה ו/או לגרום לפתולוגיות מוגברות הקשורות למחלה [2].

עם זאת, מידת המעורבות המדויקת והמנגנונים של האופן שבו מיקרוגליה עשויה להשפיע על בריאות ומחלות אינה ידועה ונחקרת כעת. מטרת סקירה זו הייתה לאסוף מידע על המאפיינים של מיקרוגליה של מערכת העצבים המרכזית, כולל אלה ברשתית, תוך התמקדות במצבי ההפעלה, המורפולוגיה והתפקוד שלהם, לגבי בריאות ומחלות. בחלק הראשון, ריכזנו תיאור נרחב של המאפיינים העיקריים של מיקרוגליה ב-CNS הכללי וברשתית.

אנו גם מסבירים כמה מהשינויים המיקרוגליאליים המתרחשים במהלך ההתפתחות התקינה ותהליך ההזדקנות. בחלק הבא, נדון בהבנה הנוכחית של טרשת נפוצה (MS) כמחלה אוטואימונית, הביטויים העין הנפוצים באופן מפתיע של טרשת נפוצה, מיקרוגליה בטרשת נפוצה, ולבסוף, מיקרוגליה במחלות ניווניות אחרות. לבסוף, אנו מספקים תובנה מדוע עשויים להיות ממצאים סותרים לגבי המאפיינים של CNS ומיקרוגליה ברשתית. כאן, אנו מציעים שיטות שונות של ניסוי כגון שימוש באלגוריתמים אוטומטיים לאור הפקת תוצאות חד משמעיות ועקביות יותר.

2. מיקרוגליה

מערכת העצבים המרכזית מורכבת מכמה סוגים שונים של תאים, 5-10% מהם הם מיקרוגליה, תאי החיסון השוכנים [9]. מיקרוגליה נחשבו במקור להתקיים כתאים שקטים או "מנוחים" שסורקים ללא הרף את המיקרו-סביבה שלהם עבור כל גירויים או פציעה שעלולים להזיק [5]. לעומת זאת, ממצאים עדכניים יותר הציעו הסברים למאפיינים הדינמיים שלהם. מיקרוגליה יכולה לעבור למצבים מורפולוגיים שונים, המכונה מורפוטיפים. כל מורפוטיפ נמצא בקורלציה למצבי הפעלה שונים, אשר נקשרו גם לתפקודים ייחודיים הנדרשים לשימור סביבה "נורמלית" מבחינה פיזיולוגית [5].

ברגע שהמיקרוגליות מופעלות ממצב המנוחה שלהן, הן יכולות להתמיין עוד יותר לשני פנוטיפים עיקריים: M1 ו-M2 [6]. למרות שקיים חוסר הבנה של המנגנונים הספציפיים המעוררים בידול זה, M1 ו-M2 microglia נקשרו גם עם ציטוקינים, כימוקינים וגורמים טרופיים שונים [6]. תגובות פרו-דלקתיות קשורות למיקרוגליה M1 המופעלת "קלאסית", המעודדות דלקת עצבית כתגובה לעלבון או פציעה, היוצרות סביבה נוירו-טוקסית ומסירות שברים לא מתפקדים של פסולת תאים [6]. זה עלול להתרחש כתוצאה מגורמים דלקתיים כגון אינטרלוקין-1ß (IL-1ß), גורם נמק-אלפא של הגידול (TNFalpha) וסינתאז תחמוצת החנקן הניתנת להשראה (iNOS) [6,10] .

לעומת זאת, מיקרוגליות M2 המופעלות "לחלופין" אחראיות לשמצה לתגובות אנטי דלקתיות המעודדות תהליכים של הגנה עצבית ומשקמת [6,10]. לאחרונה, נמצאו לפחות שלושה תת-פנוטיפים נוספים מסוג M2 (M2a-c) [11] לפיהם, ליתר דיוק, סוג M2a מפריש גורמים אנטי דלקתיים כגון IL-10 ואינסולין כגון כגורם גדילה-1 (IGF-1), מקדם הסרת פסולת תאים והגנה עצבית [6,11,12].

אומרים שה-M2b מגורה על ידי גורמים דלקתיים כגון IL-1ß וליפופוליסכרידים (LPS), אשר עשויים גם להגביר את הביטוי של IL-10 [11]. M2b microglia אלה נמצאו כבעלי תכונות פגוציטיות במוחות שעוצבו במודל של מחלת אלצהיימר (AD) ומבטאות רמות גבוהות של CD64 [11]. ה-M2c "רוכש השבתה" על ידי IL-10 או גלוקוקורטיקואידים, בתורו מגביר את הביטוי של גורמי גדילה כגון TGFß [11]. למרות ההבדלים הללו, הפעלת M1 ו-M2 נדרשת מבחינה תפקודית כדי להבטיח הסרה של תאים לא מתפקדים או אגרגטים מזיקים של פסולת סלולרית [6]. M1 microglia מעורבים בדרך כלל בפינוי פסולת תאים, ותגובה דלקתית זו חייבת להיות נשלטת על ידי M2 microglia כדי למנוע דלקת ממושכת שלא לצורך [6].

לעתים קרובות בתהליכים פתולוגיים, האיזון הטיפוסי של קיטוב M1 ו-M2 הנראה בתנאים נורמליים עלול להיות מושפע [6]. זה יכול לגרום לפינוי של תאים בריאים עקב דלקת מופרזת של M1 והאפקט המדכא של ה-M20 של M1s עשוי להיות מוצף ולגרום לנזק נוסף [6]. זה קורה לעתים קרובות במחלות ניווניות של עצבים ולכן הוצעו כמה מועמדים טיפוליים המכוונים לקיטוב M1 ו-M2 [13]. למרות זאת, ישנן גם עדויות המצביעות על כך שקיטוב M1/M2 עשוי להיות מיושן. הוא הוצג לראשונה והשתמש בו כדי להתאים לשיטות קלות יותר לפירוש נתונים [14].

עם זאת, ההתקדמות הטכנולוגית האחרונה חשפה מאפיינים מורפולוגיים וגנטיים חופפים בין סוגי M1/M2, דבר המצביע על צורך להעריך מחדש סוגי מיקרוגליה [14]. לאחרונה, מיקרוגליה הקשורה למחלה (DAM) הוכרה גם כסוג מיקרוגליה ייחודי הנראה במחלה [14]. DAMs מאופיינים על ידי מיקרוגליה המבטאים רמות נמוכות של גנים מעקב והומיאוסטטיים ורמות גבוהות של סמנים הקשורים לניוון כגון מפעילי קולטנים המתבטאים על תאי מיאלואיד 2 (TREM2) [14,15].

בהתייחס למורפולוגיה, ישנם כחמישה מורפוטיפים מיקרוגליים עיקריים שהוכרו, כולל סוגי המסועפים, ההיפר-מסועפים, המופעלים, האמבואידים והמוטות. בתנאים שאינם פעילים או "לא פעילים", המיקרוגליות מופיעות "מסועפות". הם מפוזרים באופן שווה כמו "פסיפס", כאשר כל אחד מהם מורכב מגוף תא קטן ועגול אליו מחוברים מספר תהליכים דקים וארוכים הנמשכים ונסוגים כל הזמן כדי להקל על תפקודי המעקב שלהם (איור 1) [2,5,16] .

הדמיה ניסויית in vivo של המוח הראתה שתהליכים דינמיים אלו מגיעים לקרבה עם נוירונים, גליה וכלי דם, דבר המצביע על כך שמיקרוגליה משתפת פעולה באופן פעיל עם חלקים אחרים של הקורטקס כדי לקיים סביבת מערכת העצבים המרכזית תקינה פיזיולוגית [17]. לפעמים, מיקרוגליה מסועפת עשויה לזהות שינויים מיקרו-סביבתיים ולהגיב על ידי שינוי למיקרוגליות "היפר מסועפות" המוגדרות בדרך כלל על ידי תהליכים שופעים יותר, ארוכים ועבים יותר, מחוברים לגופי תאים גדולים יותר, אוניים ובעלי צורה לא סדירה (איור 1) [16,18 ]. רוב הסוגים של מיקרוגליות "לא מסועפות", כולל תאים מסועפים יתר, מפוזרים ב-CNS בהפצה לא סדירה ו"מקובצת" [2].

מיקרוגליה מסועפת יתר עלולה גם לעבור לצורה המופעלת בחשיפה לגירויים מזיקים באופן משמעותי, שגם להם יש גופי תאים דומים לתאים מסועפים יתר, בעוד שיש להם הרבה פחות תהליכים עבים וקצרים יותר (איור 1) [2,16,19] . כאשר גירויים מזיקים מתארכים באופן נרחב, מיקרוגליה מופעלת עשויה להשתנות למצב "אמבואיד" עם תא עגול, גדול יותר ובצורה קבועה יותר ומעט מאוד תהליכים או ללא תהליכים (איור 1) [16,18]. מורפוטיפ שהתגלה מחדש לאחרונה הוא מיקרוגליה "מוט" המאופיינת בגוף תא ארוך בצורת נקניק עם כמה תהליכים שלא תמיד יתארכו מעבר לאורך המיקרוגליה המסועפת (איור 1) [20,21].

למרות שראיות מתפתחות הראו מיקרוגליות מוטות מתמקמות ליד נוירונים ומתיישרות לאורך סיבי העצב, עדיין לא התגלה תפקודם המדויק [20-23]. הסוג הסופי הוא ה-Ameboid microglia, המכונה לעתים קרובות הסוג הפאגוציטי שעובר אל מקום הנזק ופגוציטוזות נוירונים מתים או גוססים ופסולת תאים (איור 1) [5,24]. עדויות שהופיעו לאחרונה הובילו לתיאוריה לפיה המורפוטיפים ההיפר-מסועפים, המופעלים והמוטות עשויים להיות צורות "מעבר" הקיימות בין המצב המסועף והאמבואיד [5,25].

2.1. מיקרוגליה ברשתית

הרשתית היא חלק חיוני מה-CNS. בשל אופיו השקוף לאור, ניתן להשתמש באמצעי הדמיה פחות פולשניים וברזולוציה גבוהה כדי לדמיין את הרשתית [26,27]. הוא ידוע בעיקר במעורבותו בהמרת אנרגיית האור לאותות חשמליים [28]. בבני אדם, הרשתית מתפתחת מהחודש הראשון מבחינה אמבריולוגית ועד סוף השנה הראשונה, שמקורה בנוירואקטודרם [28,29]. הרשתית מורכבת מכמה שכבות נפרדות כאשר השכבה הפנימית ביותר היא שכבת סיבי העצבים ברשתית (RNFL), ולאחר מכן שכבת תאי הגנגליון (GCL), השכבה הפנימית plexiform (IPL), השכבה הגרעינית הפנימית (INL), השכבה החיצונית plexiform. (OPL), השכבה הגרעינית החיצונית (ONL) והשכבה הסופית אפיתל פיגמנט הרשתית (RPE) (איור 2) (29] לאורך שכבות אלו קיימים מספר סוגים של תאים, כולל תאים אקריניים, תאי מולר, אסטרוציטים, תאים אופקיים , קולטני מוט וחרוט ותאים דו-קוטביים, שכולם עשויים להימצא גם בשאר מערכת העצבים המרכזית [29].

כ-0.2% מכלל תאי הרשתית עשויים ממיקרוגליה, מתוכם 50% מתגוררים בדרך כלל ב-IPL ואילו השאר נמצאים ב-OPL (איור 2) [2]. באמצעות פיתוח והומיאוסטזיס, מיקרוגליה נעה באופן דינמי דרך השכבות השונות של הרשתית, אם כי נמנעת מה-ONL [2]. יתר על כן, מחלות רשתית רבות ומודלים של פגיעה ברשתית הראו כי מיקרוגליה עשויה לנדוד לעבר אזור הניוון, להיות מופעל ולהתרבות [30,31], כפי שיתואר בפירוט רב יותר מאוחר יותר. למרות שגם מיקרוגליה ברשתית וגם במוח מפותחים משק החלמון הפרימיטיבי, המראה של כל מורפוטיפ עשוי להשתנות בהתאם לאזור של מערכת העצבים המרכזית [10].

לדוגמה, למיקרוגליה בסטריאטום, בהיפוקמפוס ובקליפת המוח הקדמית יש גופי תאים גדולים יותר עם יותר תהליכים בהשוואה לאלו שבמוח הקטן [32]. בנוסף, יש עדויות לכך ששכבות שונות של קליפת המוח מכילות מיקרוגליות בגדלים שונים [32]. מראה המורפוטיפ עשוי להשתנות גם בהתאם לשיטות המשמשות או לצירי הנתיחה. לדוגמה, מיקרוגליה מסועפת עשויה להופיע מסועפת אופקית, אשר, בתצפית חתך רוחב, מופיעה כתא אחד ארוך אופקית ואילו בתצפית בהר שלם, מופיעות כמו וכמו התיאור המורפולוגי הסטנדרטי שהוזכר לעיל של מיקרוגליה מסועפת [2,33 ].

כאשר מיקרוגליות מתפרצות והופכות למסועף יתר, התהליכים שלהן מתרחבים בצורה רדיאלית, ומגיעים על פני שכבות שונות, דבר שניתן להמחשה יותר בנתיחה בחתך בהשוואה לתצפיות בהר שלם [2,33]. למרות ההבדלים הללו, נמצא כי מיקרוגליה ברשתית ובמוח חולקים את הביטוי של מספר גורמי שעתוק [2]. מחקרים רבים הצליחו גם לראות כל מורפוטיפ הן במוח והן ברשתית [2,4,5,22,33,34]. עם זאת, עדיין לא ברור אם כל מורפוטיפ בשני אזורי מערכת העצבים המרכזית חולק את אותן תכונות [2].

2.2. סמנים מולקולריים וגירויים המשפיעים על מורפולוגיה מיקרוגליאלית

בדומה למוח, מורפוטיפים בודדים של מיקרוגליה ברשתית עשויים לנבוע מתגובות מיקרוגליות לציטוקינים, כימוקינים או דפוסים מולקולריים הקשורים לנזק הנמצאים במיקרו-סביבתה, מה שמצביע על הטרוגניות בביטוי הגנטי המיקרוגליאלי [9]. לדוגמה, מיקרוגליה מסועפת נחשבת כבעלת ביטויים גבוהים של P2RY12, אשר קשורה לעתים קרובות לתפקודים מעקבים, בעוד שמיקרוגליות אמבואידיות נמצאו כמבטאות רמות גבוהות של CD68 - סמן ידוע לשמצה של phagocytosis [35,36].

רמות ביטוי דיפרנציאליות של תעלות יונים מיקרוגליאליות וקולטני פני השטח יכולות גם לקיים אינטראקציה עם מולקולות כאלה (למשל, ציטוקינים) במיקרו-סביבת המיקרוגליה, וכתוצאה מכך שינויים מיקרוגליאליים כולל צפיפות, התפלגות מרחבית, מצב הפעלה ומורפוטיפ ופתוגנזה של המחלה [9,37]. לדוגמה, גורם גדילה מתמר בטא (TGFß) הוא ציטוקין מיקרוגליאלי חשוב, המעורב פליאוטרופית בהתפתחות הפיזיולוגית של נוירונים וכלי רשתית [37]. Ma וחב', הבחינו במיקרוגליה חיובית של iba-1, מרשתית שלמה של אבלציה הנגרמת על ידי טמוקסיפן של TGFßR2 (קולטן TGFß) בעכברי Cx3cr1CreER/+, בני 2-חודשיים, Tgfbr2flox/flox [37 ].

המורפולוגיה המיקרוגליאלית נראתה מסועפת ביום אחד לאחר אבלציה של TGFßR2 (PTA), אשר לאחר מכן הפכה פחות מסועפת עם תהליכים "עקשים" ב-2-5 ימים PTA ולבסוף הופיעה עם תהליכים ארוכים שהיו מיושרים לאורך כלי הדם ברשתית ב-3-10 שבועות PTA [37]. ניתוחים בזמן אמת של תגובת שרשרת פולימראז (RT-PCR) של מיקרוגליה רשתית מבוטלת של TGFßR2 גילו ירידה בביטוי של גורמי גדילה (למשל, BDNF, PDGFA) וביטוי מוגבר של סמני הפעלה דלקתיים (למשל, MHCII, CD68). זה לא נצפה במיקרוגליה בריאה.

בנוסף, בעוד שהחיות המובטלות TGFßR2 לא הראו השפעות על כלי הדם ברשתית, הן חוו דילול רשתית ושיעורים מוגברים של ניאווסקולריזציה כורואידית פתולוגית בתגובה לפציעה [37].

2.3. שלפוחיות חוץ-תאיות: השפעות על מיקרוגליה

מיקרוגליות ברשתית (והמוחיות) מפרישות גם שלפוחיות חוץ-תאיות (EVs), שהן חלקיקים הקשורים לקרום המורכבים מ-mRNA, miRNA, DNA, ציטוקינים, שומנים וחלבונים, הנחשבים כביופסיה של תא המקור שלו [6,38,39] . EVs מעורבים בתקשורת בין תא לתא על ידי הובלת רכיבים נוירו-מגן/רעילים שלהם בתגובה לרמזים תוך-תאיים וחוץ-תאיים כשהם נעים דרך זרם הדם ונוזל השדרה (CSF) כדי להגיע לתאים אחרים בסמיכות ורחוקה [6, 38,39].

EVs include exosomes and exosomes, which consist of apoptotic bodies and microvesicles [39]. Firstly, many endosomal vesicular bodies fuse to form exosomes (40–160 nm in size) which are then released for intercellular communication [39]. Secondly, microvesicles instead originate from the plasma membrane undergoing outward budding (100–1000 nm) [38]. Finally, apoptotic bodies are >1000 ננומטר בגודל ויוצרים באמצעות כדורי ממברנה של התפוררות, למשל, microglia ברשתית [38]. רכיבים של גופים אפופטוטיים כגון פוספטידיל סרין מווסתים פגוציטוזיס מיקרוגליה [38,39]. כתוצאה מהתכונות המגוונות הללו, החלו לאחרונה לחקור מכשירי חשמל מיקרוגליאליים עבור מחלות ניווניות.

2.4. מיקרוגליה והזדקנות

לתאי מיקרוגליה ברשתית של חולדות שזה עתה נולדו ולאחר לידה יש ​​צורה עגולה או אמובואידית ומראים תהליכים פסאודופודליים המעורבים בפאגוציטוזיס של פסולת תאים ועיצוב מחדש של סינפסה התפתחותית [2]. בהתמדה, ככל שהשבוע השני והשלישי של התקופה שלאחר הלידה מתקרבים, גופי תאי המיקרוגליה הופכים קטנים יותר עם השלכות עדינות [2], בהנחה של פנוטיפ מסועף מאוד עם ההתקדמות בהתפתחות המוח [40]. התקדמות זו באה לידי ביטוי גם באזורי מוח, כולל המוח הקטן, מה שמרמז על כך שמיקרוגליות מעורבות באופן פעיל דרך הבשלת מערכת העצבים המרכזית.

מחקר חקר מאפיינים של מיקרוגליה בקליפת המוח בעכברים מבוגרים (24 ​​חודשים) ומבוגרים צעירים (6 חודשים) כדי למצוא ירידה בצפיפות המיקרוגליה וצבירים מפוזרים לא סדיר [41]. עם זאת, מחקרי מיקרוגליה ברשתית חשפו כמה תוצאות סותרות.

ראשית, קבוצות גיל דומות של עכברים כמו במחקר הקודם נבדקו (18-24 חודשים לעומת 3-4 חודשים) כדי לגלות שלמבוגרים יותר הייתה צפיפות מיקרוגליה ברשתית מוגברת משמעותית בהשוואה לזו של עכברים מבוגרים צעירים [42]. זה מצביע על כך שהתגובות המיקרוגליות להזדקנות עשויות להיות ספציפיות לאזור. בדיקה נוספת של הדמיית רשתית בזמן אמת הראתה שלרוב המיקרוגליות הבוגרות הוותיקות יש פחות תהליכים וקצרים יותר, המרמזים על מיקרוגליה פעילה או אמבואידית, מאשר אלה בעכברים הצעירים [42].

אלו נמצאו מסודרים בחלוקת פסיפס. מחקר עדכני יותר בחן את ההבדלים המורפולוגיים והביטויים של סמן של מיקרוגליה רשתית מלאה בעכברים מבוגרים (15 חודשים) וצעירים (גיל לא צוין) [43]. בניגוד לתוצאות של Damani וחב', מחקר זה לא מצא הבדלים משמעותיים בצפיפות תאי מיקרוגליה ברשתית הרשתית החיובית ובאזור המכוסה על ידי התהליכים בין שתי קבוצות הגיל, בעוד שאזור סומה התא ב-OPL, IPL, NFL, ו-GCL ומספר התהליכים האנכיים עלו באופן משמעותי [42,43].

בנוסף, תאי המיקרוגליה הצעירים ביטאו בעיקר P2RY12 וללא CD68, בעוד שהמיקרוגליות המבוגרות היו CD68+ ונראו אמובאידים [43]. תוצאות אלו, במקום זאת, מרמזות שעם ההזדקנות, מיקרוגליה עשויה לשנות את המורפולוגיות והפרופיל הגנטי שלהן כדי להתאים לתהליך ההזדקנות [43]. עם זאת, FernándezAlbarral וחב' אינם חושפים את הגילאים המדויקים, מיני העכברים או שיטות הכמותיות בהן נעשה שימוש. הבדלים כאלה בין מחקרים עשויים להשפיע על התוצאות.

מיקרוגליות מיושנות הופכות פחות דינמיות, ומציגות תנועתיות תהליך איטי משמעותית בהשוואה לאלו של עמיתיהם הצעירים, מה שסביר להניח שפוגע ביכולתם לסקור ולקיים אינטראקציה מתמשכת עם הסביבה שלהם [42]. ניתוחים שלאחר המוות בהיפוקמפוס וקליפת המוח במבוגרים "צעירים", "אמצעיים" או "מבוגרים" (20–69 לעומת 70+ לעומת בני 90+ שנים) גילו תגובות מיקרוגליות ספציפיות יותר לאזור הזדקנות [4]. מיקרוגליות בצורת מוט נמצאו בכמות משמעותית יותר ב"אמצע" בהשוואה למבוגרים "צעירים", אם כי זה נראה רק בהיפוקמפוס בעוד שלמבוגרים "המבוגרים" היו רק עליות מוטות משמעותיות בהיפוקמפוס [4]. מחקרים אחרים בקליפת המוח והיפוקמפוס מצאו מגמות מיקרוגליאליות דומות עם הגיל, מה שמצביע על כך שלמיקרוגליה מזדקנת עשויות להיות יכולות מעקב מופחתות הנדרשות לשמירה על מערכת העצבים המרכזית בריאה, אשר בתורה עשויה להגביר את הסיכון לפתח מחלות ניווניות עצביות [44-46].

האקסונים המאולינים של נוירונים הם תכונה חיונית של מערכת העצבים המרכזית המאפשרת מוליכות פוטנציאל פעולה יעילה [47]. בעוד מיאלין מיוצר על ידי תאי אוליגודנדרוציטים רבים, הוא עובר חידוש מתמיד, כאשר פסולת מיאלין מוסרת ישירות ומוחלפת בעקיפין במיקרוגליה [47,48]. עם זאת, הוצע כי שינויים ביצירת פסולת מיאלין עם ההזדקנות עלולים לגרום גם לתפקוד לקוי הקשור לגיל של תאי מערכת החיסון של מערכת העצבים המרכזית כגון מיקרוגליה [49]. מכאן שעם הגיל, יש יותר מולקולות הקשורות למיאלין פגומות, ונדרש קצב תחלופה גבוה יותר של חלבון מיאלין [49].

זה מוביל לקצב מוגבר של פירוק מיאלין, מה שגורם להצטברות מיאלין מכבידה, אשר לאחר מכן יוצר אגרגטים ליזוזומים בלתי מסיסים בתוך תאי מיקרוגליה [49]. TREM2 מתבטא על פני ממברנות של תאי מיקרוגליה; עם זאת, מחסור או מוטציה שלו עלולים לגרום למחלה הנגרמת על ידי דה-מיאלינציה מוגזמת [50]. Poliani et al. מצאו שבמוחות החסרים ב-TREM2 היה דה-מיאלינציה עם מיקרוגליה דיסטרופית ובעלי מראה אמבואיד [50]. כמו כן נאמר ש-TREM2-מיקרוגליה חיובית של אמבואיד עשויה להשתנות לצורות שונות כאשר היא מתחילה לייצר גורמים כגון TNF ו-IL-1, הנחשבים לגורמים "פרו-רגנרטיביים" [48 ].

לפיכך, המטריצה ​​החוץ-תאית משתנה כדי להפעיל שינוי המטריצה ​​החוץ-תאית כדי למשוך ולהפעיל תאי קדם אוליגודנדרוציטים (OPCs) אשר לאחר מכן מעבירים מחדש את האקסון [48]. יתר על כן, תגובות מיקרוגליאליות בריאות לדה-מיילינציה נמצאו כמגבירות ביטוי של גנים הקשורים להפעלה, פגוציטוזיס ומטבוליזם של שומנים, בעוד שזו של מיקרוגליה חסרת TREM2 לא נמצאה [50]. מחקרים אחרים הראו שלמרות שפינוי פסולת על ידי פגוציטוזיס מיקרוגליה משמעותי יותר עם העלייה בגיל, פגוציטוזיס מיאלין "צעיר" יותר היה מוכשר יותר מאשר עם מיאלין "מבוגר יותר" [51]. שינויים אלה הקשורים לגיל היו גם בקורלציה עם הופעה תכופה יותר של מיקרוגליה "דיסטרופית" ללא מסועפת [51]. אין עדיין חקירות רבות של פגוציטוזיס מיקרוגליה ברשתית הקשורה לפסולת מיאלין, אולי בגלל היעדר מיאלין ברשתית עצמה.

עם ההזדקנות, אוכלוסיות המיקרוגליה הופכות לדסטרופיות ועוברות שינויים מבניים ומורפולוגיים. הציטופלזמה מתחילה להתפצל, ותהליכי התא שלהם מאבדים בהדרגה את ההשלכות העדינות ומציגים נפיחות כדוריות [52]. בנוסף, תפקוד המיקרוגליה המכונן שלהם מתחיל לרדת ולהראות תגובות חריגות של פגיעה במיקרוגליה. שינויים אלה, בשילוב עם שינויי הזדקנות מולקולריים וביטויים של גנים בתוך מיקרוגליה, מביאים להפחתת יכולתם לשמור על הומאוסטזיס בסביבה החיסונית, וזה עשוי לתרום לליקויים נוירונים, ירידה קוגניטיבית ומחלות הקשורות לגיל [5,27,53- 55].

2.5. גורמים גנטיים: השפעות על הזדקנות מיקרוגליה

גיל הוא גורם סיכון ידוע למחלות נוירודגנרטיביות [56-58]. לכן, השינוי בביטוי הגנים ברשתית המזדקנת הפך לעניין משמעותי. לדוגמה, Chen et al. חקר את ה-RNA הכולל של הרשתית של עכברי C57BL/6 בני 3-חודש ו-20-חודש [57]. עם העלייה בגיל, 298 גנים, כולל אלו הקשורים לתגובת לחץ וסינתזת גליקופרוטאין, הוסרו יותר מפי שניים בעוד ש-137 גנים, כולל אלו הקשורים לתגובות חיסון והגנה, הוגדרו גם הם יותר מפי שניים [57 ].

בנוסף, ניתוחי RT-PCR הראו עליות בגנים הקשורים להפעלת ציטוקינים דלקתיים, כימוקין או משלים, למשל, ליגנד כימוקין (מוטיב CC) 2 (CCL2), CCL12 או רכיב משלים 3 (C3) [57]. המחברים שיערו אז שזה עשוי לשקף הפעלה של מיקרוגליה, שנתמכה על ידי תצפית אימונוהיסטולוגית של מיקרוגליה של isolectin B4+ אמובואיד ב-IPL של עכברים מבוגרים בלבד [57]. מחקר אחר הצליח לחקור באופן ספציפי שינויים תעתיקים במיקרוגליה המזדקנת של הרשתית על ידי השוואת ה-RNA המופק ממיקרוגליות מבודדות ברשתית של 3-, 12-, 18- ו-24-חודש- עכברי C57BL/6 ישנים [58].

בסך הכל זוהו 719 גנים המבוטאים בצורה דיפרנציאלית והיו קשורים פונקציונלית עם ויסות חיסוני מיקרוגליאלי, למשל, IL3 ו-IL7, אנגיוגנזה, למשל, גורמי גדילה של אנדותל כלי דם וגורמי גדילה טרופיים, למשל, נוירוטרופין [58]. באופן מעניין, כמו Chen וחב', הביטוי של C3, גן הקשור לניוון מקולרי הקשור לגיל (AMD), עלה עם הגיל, מה שמרמז ששינויים בתעתיק מיקרוגליה ברשתית הקשורים להזדקנות עשויים לתרום לפתוגנזה של AMD [58].

3. טרשת נפוצה

3.1. טרשת נפוצה

טרשת נפוצה (MS) היא מחלה דלקתית כרונית של מערכת העצבים המרכזית, הפוגעת בכ-100,000 חולים בבריטניה ו-2,500,000 חולים ברחבי העולם [59]. באופן מעניין, זה יכול להשפיע על עד פי שלושה נשים מאשר גברים, עם גיל ממוצע של הופעה בבגרות המוקדמת [60]. בעוד שהתיעוד הראשוני של מאפיינים פתופיזיולוגיים הקשורים לטרשת נפוצה מתוארכים לשנת 1838, ההצגות הפתולוגיות והקליניות שלהם זוהו לראשונה כ"טרשת נפוצה" בשנת 1863 על ידי ז'אן מרטין שארקו [61].

מאז נחשפו הפתולוגיות המורכבות של טרשת נפוצה. תסמינים תכופים של טרשת נפוצה כרוכים במסלול העין כגון דילול RNFL, דלקת עצב הראייה (ON) המאופיינת בנזק דלקתי לעצב הראייה, ודלקת אובאיטיס המאופיינת בדלקת תוך עינית של גוף הזגוגית, הרשתית ודרכי העין [62-66]. כמו כן, דווח כי שינויים כאלה ברשתית עשויים להתרחש לפני שינויים בשאר מערכת העצבים המרכזית במחלות ניווניות רבות, כולל טרשת נפוצה [26].

הממצאים האחרונים הללו הובילו לעניין רב במחקר רשתית. למרות התהליכים המורכבים המעורבים בהתפתחות טרשת נפוצה, זוהי מחלה המוגדרת על ידי תגובות אוטואימוניות באמצעות הפעלה של תאי חיסון כגון לימפוציטים מסוג T, לימפוציטים מסוג B, תאי מיקרוגליה ומקרופאגים, דה-מיאלינציה, רה-מיאלינציה וניוון עצבי [12,67-69].

השערה מוכרת היטב של טרשת נפוצה היא שהיא מתפתחת באמצעות שני שלבים עיקריים. ראשית, תאי T ותאי B מתווכים תגובות דלקתיות על ידי שחרור ציטוקינים המעוררים הפעלה של תאים דלקתיים כגון מיקרוגליה מאחורי מחסום דם-מוח "סגור" (BBB) ​​[68,70-72]. דלקת כרונית עלולה לגרום להפרעה בתפקוד המיטוכונדריאלי, ולגרום למחסור באנרגיה. שנית, האותות הנוירו-פרוטקטיביים מתעלפים, מה שפוגע ביכולת לתקן דה-מיילינציה, אקסונים פגומים וניוון עצבי [68,70]. כתוצאה מכך, קיימות חסימות משמעותיות של מוליכות אקסונלית, אשר בסופו של דבר, המטופל נותר עם נגעים בלתי הפיכים של מערכת העצבים המרכזית כגון BBB, הגורמים לו להפוך ל"דליפה" [68]. עם זאת, זו נותרה בגדר תיאוריה עקב עדויות שהופיעו לאחרונה המראות שחלק מהחולים מגיבים טוב יותר לתרופות טיפוליות המכוונות לתאי B, בניגוד לאלו המכוונים לתאי T [70]. למרות שהיו מספר חקירות בשיטות המתפתחות ללא הרף, יש חוסר קונצנזוס עקב תוצאות מדעיות סותרות [73].

3.2. תת-סוגים של טרשת נפוצה

יש ספקטרום של חומרה לתסמינים וקצבי התקדמות, המשקפים את ההטרוגניות של טרשת נפוצה [70]. ניתן לזהות את ההצגה המוקדמת ביותר של חולי טרשת נפוצה כתסמונת מבודדת קלינית (CIS) [67]. לחולי CIS יש אפיזודות סימפטומטיות מונופאזיות ומונו-מוקדיות, חווים, למשל, אטקסיה, פוטופוביה או ארפלקסיה, הנמשכת בין 24 שעות ל-3 שבועות [67]. טרשת נפוצה מתקדמת ראשונית (PPMS) משפיעה על כ-15% מחולי טרשת נפוצה אשר בדרך כלל חווים ירידה מתמדת ומתקדמת בבריאות [74]. טרשת נפוצה התקפית מתקדמת (PRMS) היא הצורה הפחות שכיחה של טרשת נפוצה, אשר משפיעה רק על כ-5% מהחולים שחווים ירידה מתמדת בבריאות עם עליות בלתי צפויות של הידרדרות והתאוששות [74]. Relapse Remitting MS (RRMS) היא צורה שכיחה יותר, המשפיעה על 80-90% מהחולים שחווים עליות בלתי צפויות של נכות [70].

בדרך כלל, עליות אלו נמשכות על ידי החלמה מלאה, אך ככל שהמטופלים מתבגרים ומתקדמים לשלבים מאוחרים יותר, ההחלמות הללו הופכות לחלקיות יותר [70,74]. זה עשוי להיות מוצדק על ידי חולי RRMS רבים שממשיכים לפתח טרשת נפוצה מתקדמת משנית (SPMS), כאשר החולים עשויים לחוות פחות עליות של ליקוי ולהתחיל לחקות את מסלול המחלה של PPMS [70,74]. לאחרונה, תחומי עניין רחבים יותר במחקרים גנטיים אפשרו לזהות אללים ספציפיים לטרשת נפוצה וגרסאות גנים, במיוחד באמצעות מחקר האסוציאציות הכולל הגנום [70,75]. כמויות גדולות של נתונים התאימו לניתוחים מתוחכמים יותר שחשפו כי גרסאות גנים ספציפיות נמצאו בקורלציה לסוגים השונים של טרשת נפוצה [76]. גרסאות גנים אלו נמצאו בעיקר פיזית ותפקודית ליד גנים אימונומודולטורים הקשורים לפתוגנזה של טרשת נפוצה [70,75].

למרות זאת, הפרופילים של תת-הסוגים הללו הם רק תיאוריים מכיוון שחסרות ראיות מספיקות לביצוע הבחנות פתופיזיולוגיות מדויקות [77]. לדוגמה, חלק גדול מחולי טרשת נפוצה חווים שלבים אסימפטומטיים שבהם נגעים הקשורים לטרשת נפוצה ושינויים פתופיזיולוגיים אחרים עשויים להתרחש בשקט [78]. כמה מחקרי מוח שלאחר המוות אף הראו כי היו פתולוגיות ייחודיות הקשורות בטרשת נפוצה שנראו בנבדקים שנחשבו "בריאים" במהלך חייהם [78]. לאחרונה, אפוא התפתחו התייחסויות לתתי-סוגים אלה, תוך הבחנה בין פעילות מחלה או חוסר פעילות מחלה עם פרטים של "עליות" או התקדמות יציבה ותצפיות על נגעים חדשים של מערכת העצבים המרכזית [77].

For more information:1950477648nn@gmail.com