In vitro ortamda multipl skleroz hastalarına ait serum ile inkübe olan perisitlerde fibrotik yanıt

Abstract

Amaç: Multipl skleroz (MS), merkezi sinir sisteminin (MSS) ilerleyici fonksiyon kaybıyla seyreden kronik, otoimmün ve demiyelinizan hastalığıdır. Nöroinflamasyon sonucu periferik immün hücrelerin MSS’ye göçü yanında, beyin bariyer hücrelerinin ürettiği ekstraselüler matriks (ESM) proteinlerinin genişlemiş perivasküler alanda birikmesi de MS patofizyolojisine katkıda bulunur. Bu çalışmada, MS hastalarının serum ve beyin omurilik sıvılarının (BOS) kan beyin bariyeri (KBB) hücrelerinde fibrozis yantını başlatma potansiyelini araştırmayı hedefledik. Yöntem: İnsan beyin vasküler perisit ve endotel hücreleri ile insan astrositlerine kültür ortamında sitokin referans kontrol (Dönüştürücü büyüme faktörü beta 1 (TGF-β1)), sağlıklı insan serumu ve tedavisiz ataklı yineleyici MS hastalarına ait serum ve BOS örnekleri uygun dilüsyonda uygulandı. Perisit hücre proliferasyonu xCELLigence ile, KBB hücrelerindeki kolajen ve fibronektin ekspresyonu ile perisit miyofibroblastik transformasyon immünositokimya yöntemi ile gösterildi. Bulgular: TGF-β1 uygulaması, fibronektin yüksek ekspresyonu ile karakterize fibrozisi özellikle perisit hücre kültüründe indüklemiştir. Ayrıca MS serumu ile inkübe edilen perisit hücrelerinde, BOS ile inkübe edilen perisitlerden farklı olarak; artmış fibrotik yanıt, proliferasyon ve miyofibroblastik transformasyon gözlemlenmiştir. Yüksek fibronektin ekspresyonu ayrıca MS serumları ile inkübe edilmiş endotel hücrelerinde de saptanmıştır. Multipl skleroz serumları ile inkübe edilen astrositlerde artmış glial fibriler asidik protein (GFAP) ekspresyonu gözlemlenmesine karşın fibrotik işaretleyicilerde diğer gruplara göre azalma görülmüştür. Sonuç: Kan beyin bariyeri hücreleri arasından perisitler, MS serumlarına karşı fibrotik yanıt oluşturmada anahtar roldedir. Multipl skleroz serumu ile indüklenebilir in vitro MS modellemesi, hastalıkların bireysel farklılıklarla araştırılmasına ve yeni tedavi ajanlarının keşfedilmesine olanak sağlayabilir.

Introduction: Multiple sclerosis (MS) is a chronic autoimmune and demyelinating disease of central nervous system (CNS) leading to progressive function loss. Besides infiltration of peripheral immune cells into CNS subsequent to neuroinflammation, the accumulation of extracellular matrix (ECM) elements, produced by brain barrier cells, in the enlarged perivascular spaces contributes to the pathophysiology. In this study, we aimed to develop an in-vitro model of MS to investigate fibrosis triggered by sera or cerebrospinal fluid (CSF) from MS patients and evaluate the response of blood-brain barrier (BBB) cells to this model. Methods: Human brain vascular pericytes, endothelial cells and normal human astrocytes were cultured and exposed to a cytokine reference control (Transforming growth factor beta 1 (TGF-(31)), healthy human sera, and sera/CSF from treatment na & iuml;ve relapsing-remitting MS patients with the appropriate dilution dose. The pericytes cell proliferation were evaluated by xCELLigence, while the collagen and fibronectin expressions of BBB cells, and pericyte myofibroblastic transformation were analyzed with immunocytochemistry. Results: TGF-(31 induced fibrosis, characterized by fibronectin overexpression, specifically in pericyte cultures. Furthermore, incubation of pericytes with MS serum but not CSF led to a more robust fibrotic response (fibronectin/collagen overexpression), myofibroblastic transformation as well as increased proliferation. Fibronectin overexpression was also detected in endothelial cell culture with serum. Glial fibrillary acidic protein (GFAP) expression is increased, fibrotic markers are decreased in cultured astrocytes with MS serum. Conclusion: Pericytes, among BBB-forming cells, were identified as contributors to fibrosis in response to MS serum. MS-serum-induced vitro models are promising for studying the individualized tendencies patients and may be a new approach for high-throughput screening potential treatment agents.