Gene therapy and transplantation in CNS repair: The visual system

Normal visual function in humans is compromised by a range of inherited and acquired degenerative conditions, many of which affect photoreceptors and/or retinal pigment epithelium. As a consequence the majority of experimental gene- and cell-based therapies are aimed at rescuing or replacing these cells. We provide a brief overview of these studies, but the major focus of this review is on the inner retina, in particular how gene therapy and transplantation can improve the viability and regenerative capacity of retinal ganglion cells (RGCs). Such studies are relevant to the development of new treatments for ocular conditions that cause RGC loss or dysfunction, for example glaucoma, diabetes, ischaemia, and various inflammatory and neurodegenerative diseases. However, RGCs and associated central visual pathways also serve as an excellent experimental model of the adult central nervous system (CNS) in which it is possible to study the molecular and cellular mechanisms associated with neuroprotection and axonal regeneration after neurotrauma. In this review we present the current state of knowledge pertaining to RGC responses to injury, neurotrophic and gene therapy strategies aimed at promoting RGC survival, and how best to promote the regeneration of RGC axons after optic nerve or optic tract injury. We also describe transplantation methods being used in attempts to replace lost RGCs or encourage the regrowth of RGC axons back into visual centres in the brain via peripheral nerve bridges. Cooperative approaches including novel combinations of transplantation, gene therapy and pharmacotherapy are discussed. Finally, we consider a number of caveats and future directions, such as problems associated with compensatory sprouting and the reformation of visuotopic maps, the need to develop efficient, regulatable viral vectors, and the need to develop different but sequential strategies that target the cell body and/or the growth cone at appropriate times during the repair process.

درمان ژن و پیوند در سیستم ترمیم CNS: سیستم بینایی

عملکرد بصری عادی در انسان‌ها با گستره‌ای از بیماری‌های ارثی و اکتسابی، که بسیاری از آن‌ها بر گیرنده‌های نوری و / یا اپیتلیوم رنگدانه شبکیه تاثیر می‌گذارند، در خطر است. در نتیجه اکثر ژن‌های تجربی - و درمان‌های مبتنی بر سلول هدف نجات یا جایگزینی این سلول‌ها هستند. ما مرور کوتاهی از این مطالعات را ارایه می‌دهیم، اما تمرکز اصلی این بررسی در شبکیه چشم، به خصوص این که چگونه درمان و پیوند ژن می‌تواند امکان پذیر بودن و قابلیت احیا سلول‌های ganglion شبکیه (RGCs)را بهبود بخشد. چنین مطالعات مربوط به توسعه درمان‌های جدید برای بیماری‌های چشمی هستند که باعث از دست رفتن RGC یا اختلال عملکرد می‌شوند، برای مثال glaucoma، دیابت، ischaemia و بیماری‌های قلبی التهابی. با این حال، RGCs و مسیرهای دیداری مرکزی مربوطه نیز به عنوان یک مدل تجربی عالی از سیستم عصبی مرکزی بزرگسالان (CNS)عمل می‌کنند که در آن امکان مطالعه مکانیسم‌های مولکولی و سلولی مرتبط با احیا و بازسازی axonal پس از neurotrauma وجود دارد. در این بررسی، وضعیت جاری دانش مربوط به واکنش‌های RGC به آسیب، neurotrophic و استراتژی‌های درمان ژن با هدف ترویج بقا RGC و چگونگی ترویج احیای of RGC بعد از عصب بینایی یا آسیب tract بینایی را ارایه می‌کنیم. ما همچنین روش‌های پیوند استفاده‌شده در تلاش برای جایگزینی RGCs گم‌شده و یا تشویق the axons RGC به مراکز بصری در مغز را از طریق پل‌های عصبی محیطی توصیف می‌کنیم. رویکردهای تعاونی از جمله ترکیبات جدید پیوند، درمان ژن و pharmacotherapy مورد بحث قرار می‌گیرند. در نهایت، ما تعدادی از دستورالعمل‌ها را در نظر می‌گیریم، مانند مشکلات مرتبط با sprouting جبرانی و اصلاح نقشه‌های visuotopic، نیاز به توسعه مسیرهای ویروسی کارآمد، regulatable ویروسی، و نیاز به توسعه استراتژی‌های متفاوت اما متوالی که بدن و / یا مخروط رشد را در زمان‌های مناسب در طول فرآیند تعمیر هدف قرار می‌دهند.

ترجمه شده با