The role of pericytes in the pathophysiology of multiple sclerosis

Abstract

Amaç. Perisitler, kan-beyin bariyerinde (KBB) bulunan çok işlevli hücrelerdir. BBB bütünlüğünü korurlar, beyin kan akışını düzenlerler ve merkezi sinir sisteminin (CNS) kronik bir enflamatuar demiyelinizan hastalığı olan Multipl sklerozun (MS) patofizyolojisinde perisitlerin ana oyuncular olabileceğini gösteren immünolojik rollere sahiptirler. Bu çalışma, perisitlerin MS'in patofizyolojisindeki rolünü özellikle damar patolojisine odaklanarak araştırdı. Yöntemler. Deneysel Otoimmün Ensefalomyelit (EAE) modelleri, miyelin oligodendrosit glikoproteini (MOG) veya proteolipid proteini (PLP) ile indüklendi. Her iki modelin ilerleyişini araştırmak için 15 gün (erken EAE) ve 40 gün (ileri derece EAE) olmak üzere iki zaman noktasında model geliştirilmiştir. Omurilik ve beynin kesitleri KBB bozulması, demiyelinizasyon, inflamasyon, aksonal kayıp ve gliosis, vasküler patoloji, perisitler ve fibrozis açısından değerlendirildi. Ayrıca, elde edilen in vivo sonuçların perisit fonksiyonu ile ilişkilendirilmesi için, insan beyin vasküler perisitlerin (HBVP) hücre kültürü, MS serumuna maruz bırakıldı ve in vivo verilerle karşılaştırıldı. Sonuçlar ve tartışma. Hem MOG hem de PLP ile indüklenen EAE modellerinde, lezyon bölgelerinde perisitlerin arttıgı gözlemlendi. MOG EAE modelinde perisit kapsamının endotel duvarlarında azaldıgı, ancak lezyonlara yayıldıgı ve dağıldıgı gözlemlendi. MOG EAE'de, endotel ile birlikte yapılan lokalizasyon çalışmalarına göre, ayrılmış PDGFRβ+ ve αSMA+ perisitleri mevcuttu. Öte yandan, PLP EAE modeli, EAE dokusu boyunca vaskülatürde biriken PDGFRβ+ perisitler gözlemlendi. Ek olarak, bu perisit birikimleri beyaz cevherdeki lezyon bölgelerinde toplandıgı gözlemlendi. HBVP'nin MS hasta serumuna maruz kalması üzerine, perisitlerin MS serumu ile temas ettiğinde çoğaldığı ve in vivo bulgularımıza uygun olan Kollajen I ve Kollajen IV ve Fibronektin ürettiği bulundu. Sonuç: Yukarıda belirtilen veriler perisitlerin, muhtemelen fibrozise aracılık ederek EAE'nin hem ilerlemesinde hem de baskılanmasında buyuk rol oynadıklarını göstermektedir.

Aim. Pericytes are multifunctional cells located at the blood-brain barrier (BBB). They maintain BBB integrity, regulate cerebral blood flow and possess immunological roles which indicate that pericytes could be the main players in the pathophysiology of Multiple sclerosis (MS), a chronic inflammatory demyelinating disease of the central nervous system (CNS). This study investigated the role of pericytes in the pathophysiology of MS with a special focus on vascular pathology. Methods. Experimental Autoimmune Encephalomyelitis (EAE) models were induced with myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG) or proteolipid protein (PLP). Two time-point models were developed, 15 days (early EAE) and 40 days (late EAE) to investigate the progression of both models. Cryosections of spinal cord and brain were assessed for BBB leakage, demyelination, inflammation, axonal loss and gliosis, vascular pathology, pericytes and fibrosis. Furthermore, to relate the obtained in vivo outcomes to pericyte function, cell culture of human brain vascular pericytes (HBVP) were exposed to MS serum and compared to in vivo data. Results and Discussion. In both MOG and PLP induced EAE models, pericytes were increased at lesion sites. In MOG EAE model pericyte coverage was decreased on the endothelial walls but increased and scattered throughout the lesions. In MOG EAE, detached PDGFRβ+ and αSMA+ pericytes were present according to co-localization studies with endothelium. On the other hand, PLP EAE model showed increased PDGFRβ+ pericytes accumulated at the vasculature throughout the EAE tissue. Additionally, these pericyte accumulations were enhanced at lesion sites in the white matter. Upon exposure of HBVP to MS patient serum, it was found that pericytes proliferate upon contact with MS serum and produce Collagen I & Collagen IV and Fibronectin which was in line with our in vivo findings. Conclusion: Abovementioned data implicates that pericytes are possibly involved in both progression and suppression of EAE by mediating fibrosis.