Mikroglia Retina dan Otak pada Multiple Sclerosis dan Neurodegenerasi Bagian 2

3.3. Manifestasi Mata dari Multiple Sclerosis

Studi post-mortem dan pencitraan retina telah mengungkapkan patologi terkait MS seperti kerusakan saraf optik akibat demielinasi dan atrofi serta penipisan GCL, IPL, dan RNFL (Gambar 2) di mana RGC dan mikroglia dapat ditemukan [79,80]. Diteorikan bahwa penipisan retina adalah efek hilir dari saraf optik dan degenerasi RGC setelah respon imun yang dimediasi mikroglia [79,81].

Dalam masyarakat modern, kerusakan saraf optik merupakan masalah umum dan mengkhawatirkan. Saraf optik adalah saraf yang menghubungkan mata ke otak, dan jika rusak, kita dapat menghadapi berbagai kesulitan dan tantangan, seperti kehilangan penglihatan dan kehilangan ingatan.

Namun, kita tidak boleh berkecil hati dalam menghadapi tantangan. Kerusakan saraf optik tidak secara langsung mempengaruhi daya ingat. Memori adalah fungsi otak, dan saraf optik hanyalah saluran transmisi sinyal. Jika kita secara aktif menjaga kesehatan otak, kita dapat menjaga daya ingat yang baik.

Ada banyak cara untuk meningkatkan kesehatan otak. Misalnya dengan berolahraga, kita dapat meningkatkan sirkulasi darah ke otak sehingga meningkatkan kesehatan otak. Selain itu, kita juga bisa menjaga pola makan yang baik dan memperbanyak aktivitas sosial, cara-cara tersebut efektif menjaga kesehatan otak.

Selain itu, dalam menghadapi kerusakan saraf optik, kita juga dapat melakukan beberapa cara penanggulangan yang positif. Misalnya, kita dapat menemukan perawatan yang tepat yang akan membantu kita memulihkan penglihatan kita. Kita juga bisa mengembangkan beberapa hobi dan aktivitas baru untuk menjaga daya ingat dan otak kita tetap sehat.

Singkatnya, meskipun kerusakan saraf optik dapat menimbulkan banyak tantangan, kita tidak boleh kehilangan kepercayaan. Dengan secara aktif menjaga kesehatan otak, kita dapat menjaga daya ingat yang baik dan mengatasi tantangan hidup dengan lebih baik. Hal ini menunjukkan bahwa kita perlu meningkatkan daya ingat kita. Cistanche dapat meningkatkan daya ingat kita, karena Cistanche juga dapat mengatur keseimbangan neurotransmiter, seperti meningkatkan kadar asetilkolin dan faktor pertumbuhan, yang sangat penting untuk daya ingat dan pembelajaran. Selain itu, daging juga dapat meningkatkan aliran darah dan meningkatkan pengiriman oksigen, yang mana dapat memastikan otak menerima nutrisi dan energi yang cukup, sehingga meningkatkan vitalitas dan daya tahan otak.

Klik tahu cara meningkatkan fungsi otak

Menariknya, tanda-tanda ini muncul secara simtomatis pada lebih dari 20% pMS dan tanpa gejala pada lebih dari 68% pMS, sehingga hampir 90% pMS diperkirakan memiliki patologi retina seperti itu. Gambaran gejala yang khas terdiri dari fotopsia, hilangnya ketajaman penglihatan monokuler, dan penglihatan warna dengan nyeri mata ringan, sedangkan beberapa gambaran atipikal terdiri dari fotofobia, kehilangan penglihatan binokular yang berkepanjangan, dan rasa sakit yang parah atau tidak adanya rasa sakit [62,67,82]. Gejala-gejala ini dapat berkembang dalam beberapa jam hingga beberapa hari, dan mencapai puncaknya sekitar 2-3 minggu setelah gejala awal muncul dan kemudian pemulihan [83].

Dokter telah didorong untuk menggunakan teknik neuroimaging seperti magnetic resonance imaging (MRI) untuk mengkonfirmasi diagnosis terkait MS [63,79]. Metode neuroimaging tersebut dapat digunakan untuk menggambarkan seluruh SSP, termasuk jalur visual.

Misalnya, MRI pasien ON menunjukkan pembesaran otak ventrikel dan penebalan saraf optik yang tidak khas, yang merupakan indikasi atrofi otak dan demielinasi saraf optik [84]. Tomografi koherensi optik (OCT) dan penilaian persepsi gerakan, keduanya memeriksa sistem visual, juga dapat digunakan sebagai tambahan pada MRI [85]. Mayoritas teknik neuroimaging mungkin rumit, reproduktifitasnya rendah, tidak nyaman, dan sangat mahal (misalnya MRI) [63,79,80]. Sebaliknya, pencitraan retina OCT menawarkan teknik non-invasif, sederhana, dan lebih murah untuk memberikan gambar resolusi tinggi dengan analisis rinci dari lapisan retina yang berbeda [63,79,80,83].

Meskipun teknik MRI yang canggih dapat digunakan untuk mengidentifikasi peradangan dinamis, yang biasanya terlihat pada tahap awal MS, parameter MRI standar dapat dikorelasikan dengan bukti OCT yang menunjukkan degenerasi saraf ireversibel dan, oleh karena itu, pengurangan signifikan pada ketebalan retina [79]. Terlepas dari kekurangan kedua metode tersebut, masing-masing metode memberikan informasi unik terkait aspek patogenesis MS yang berbeda. Hal ini menekankan bahwa MRI dan OCT harus digunakan bersamaan untuk memaksimalkan ekstraksi informasi penting, memungkinkan pemantauan mendalam terhadap patologi atipikal terkait MS dan membuat prediksi lintasan MS.

3.4. Mikroglia dan Multiple Sclerosis

Seperti gangguan neurodegeneratif lainnya, perubahan aktivasi mikroglial juga telah diamati baik pada model MS dan pMS. Ensefalomielitis autoimun eksperimental (EAE) sering digunakan dalam penyelidikan ilmiah untuk memodelkan MS dan ON [48]. Meskipun semua model eksperimental penyakit tidak sepenuhnya representatif, penelitian menunjukkan kesamaan antara penelitian pada manusia dan hewan. Misalnya, dibandingkan dengan tikus sehat, tikus yang diinduksi EAE ditemukan memiliki lebih banyak mikroglia amoeboid yang "terde-ramifikasi" di saraf optik dan sumsum tulang belakang [86]. Horstmann dkk. ditemukan pada tikus model MS dengan suntikan MOG35-55 (peptida ensefalitogenik yang menginduksi EAE) bahwa mikroglia retina secara signifikan lebih banyak dibandingkan dengan tikus sehat yang disuntik dengan PBS [87]. Investigasi yang sama juga menemukan bahwa, pada 60 hari pasca imunisasi, tikus yang diinduksi MS mempunyai mikroglia amoeboid yang tidak signifikan tetapi sedikit lebih banyak tetapi mikroglia bercabang secara signifikan dibandingkan dengan tikus kontrol [87]. Investigasi lain juga menggunakan MOG35-55 untuk menginduksi EAE pada tikus [88]. '

Dalam minggu pertama imunisasi, kepadatan mikroglia retina telah meningkat secara signifikan [88]. Dalam penyelidikan ini, mikroglia amoeboid juga ditemukan lebih banyak pada hari ke 7 dan 28 pasca imunisasi MOG35-55-; namun, tidak ada analisis statistik yang dilakukan. Variasi morfotipe mikroglial ini menunjukkan bahwa mikroglia retina dapat berperilaku dinamis, menjadi "aktif" dan "tidak aktif" sepanjang kemajuan EAE. Hal ini dapat berkorelasi dengan perubahan aktivasi mikroglial, yang mungkin terjadi selama fluktuasi demielinasi dan remyelinasi yang terlihat pada MS. Selain itu, analisis spesifik lapisan retina yang lebih canggih dilakukan pada tikus sehat yang diinduksi EAE untuk menemukan morfotipe mikroglial spesifik lapisan [86].

Meskipun EAE dan tikus sehat terdiri dari mikroglia bercabang di IPL dan OPL, mikroglia amoeboid hanya ditemukan di lapisan GCL tikus yang diinduksi EAE [86]. Hal ini menariknya berkorelasi dengan ciri-ciri penipisan GCL dan IPL pada MS, meskipun belum diteliti apakah patologi penipisan ini terkait langsung dengan aktivasi mikroglial. Pada akhirnya, hal ini menunjukkan bahwa mikroglia retina dapat merespons dan mengaktifkan dengan cara yang spesifik secara temporal dan spesifik pada lapisan [32,86].

Implikasi serupa juga dapat dilihat dalam penelitian pada manusia dimana terdapat penurunan signifikan ekspresi P2RY12 (penanda mikroglia homeostatis) dan peningkatan signifikan ekspresi CD68 pada white matter yang tampak normal dan area lesi aktif pada otak MS dibandingkan dengan otak sehat [89 ]. Karena penanda ini telah dikaitkan dengan fungsi spesifik dan morfotipe mikroglia, hasil dari Zrzavy et al. menunjukkan bahwa otak MS memiliki lebih sedikit mikroglia bercabang pengawasan sementara memiliki lebih banyak amoeboid fagositik [32,36,89].

Fagositosis mielin adalah fitur patologis tambahan dari MS [51]. Ketika Hendrickx dkk. menyelidiki kemampuan fagositik mielin oleh mikroglia melalui flow cytometry, mikroglia yang berasal dari materi putih otak post-mortem yang tampak normal tampaknya menelan lebih banyak mielin dari donor MS dibandingkan dengan donor sehat (51). Lebih jauh lagi, pengolahan sisa mielin telah dikorelasikan dengan mikroglia yang mengambil morfologi "distrofi" lainnya [51,90]. Cuprizone (CPZ) adalah khelator tembaga toksik dan sistemik yang dapat diberikan secara intravena dan oral untuk memodelkan penyakit MS dan demielinasi [90,91].

Cantoni dkk. menyelidiki karakteristik demielinasi dan mikroglia pada orang sehat atau yang diberikan CPZ [90]. Pengamatan histologis mengungkapkan bahwa hewan sehat tidak terpengaruh oleh integritas mielinnya sementara sebagian besar mikroglia tampak bercabang. Sebaliknya, hewan yang diberikan CPZ menunjukkan demielinasi neuron hipokampus dan corpus callosum (CC) yang menjadi lebih jelas dengan paparan CPZ yang lebih lama (90). Menariknya, mikroglia amoeboid melimpah hingga 4 minggu pemberian CPZ, namun seiring dengan peningkatan hingga 6 atau 12 minggu, mikroglia yang lebih bercabang diamati [90]. Hal ini menunjukkan bahwa aktivasi mikroglial berperan lebih aktif pada tahap awal demielinasi atau penyakit demielinasi seperti MS. Hal ini lebih lanjut didukung oleh bukti klinis yang menunjukkan bahwa pasien MS yang lebih muda pada tahap awal penyakit ini lebih responsif terhadap intervensi terapeutik seperti Rituximab yang dapat mengurangi aktivasi mikroglial [92,93]. Sebaliknya, investigasi transkripsional pada mikroglia dari normal-looking white (NAWM) dan grey matter (NAGM) pada MS dan sukarelawan sehat menunjukkan beberapa perbedaan yang menarik (94).

Pertama, ekspresi penanda mikroglia surveilans seperti P2RY12 ditemukan serupa di NAGM dan NAWM (94). Kedua, dibandingkan dengan NAGM, NAWM memiliki tingkat gen yang lebih tinggi yang terlibat dalam jalur NF-κB, yang terlibat dalam respon imunomodulator pada patologi MS (94). Berbeda dengan temuan dari model CPZ MS [90], van der Poel dkk. [94] menyatakan bahwa sifat pengawasan mikroglia mungkin tetap tidak terpengaruh pada tahap awal MS sementara profil transkripsi mikroglia yang diturunkan dari manusia bersifat spesifik wilayah. Meskipun bukti dari penelitian pada manusia akan memberikan perbandingan translasi yang berharga, hingga saat ini, belum ada laporan yang menyelidiki karakteristik morfologi mikroglia retina pada pasien MS.

3.5. Penanda Imunologis

Mikroglia retina juga terlibat dalam uveitis, suatu manifestasi MS yang jarang terjadi. Uveitis autoimun eksperimental (EAU) adalah model uveitis yang umum digunakan, yang dapat diinduksi dengan imunisasi protein pengikat retinoid interfotoreseptor (IRBP) [95]. Retina tikus yang diinduksi EAU secara keseluruhan ditemukan dengan mikroglia positif P2RY12 yang mengalami aktivasi morfologis dari morfologi bercabang menjadi morfologi amoeboid dalam waktu 7 hari pasca imunisasi IRBP, yang menunjukkan keterlibatan awal mikroglia retina dalam patologi EAU (95). Menariknya, ablasi mikroglia dengan antagonis PLX5622 pada imunisasi IRBP ditemukan menekan EAU. Hal ini diamati dengan penurunan infiltrasi sel inflamasi, kurangnya lipatan fotoreseptor, dan granuloma retina dibandingkan dengan hewan yang tidak diobati [95]. Selain itu, gambar tiga dimensi dibuat dari gambar leukosit renovaskular, termasuk sel T dan mikroglia, diberi label CD11b, CD4/CD8, MHCII, dan P2RY12 [95]. Ekspresi semua penanda dapat ditemukan terlokalisasi dengan lektin, penanda pembuluh darah. Bersama-sama, hasil ini menekankan peran aktif aktivasi mikroglia dalam memulai pengangkutan leukosit antara penghalang darah-retina [95]. Apakah perubahan morfologi memiliki korelasi langsung dengan patogenesis EAU belum dieksplorasi.

3.6. Vesikel Ekstraseluler: Efek pada Multiple Sclerosis

Model EAE dan pasien MS telah diselidiki secara paralel untuk mengamati EV mikrovesikel turunan mikroglia (M-MV) pada patologi otak MS/EAE (96). Pertama, M-MV ditemukan bersifat neuroinflamasi yang dibuktikan dengan peningkatan regulasi penanda inflamasi seperti CD86 (ligan reseptor sel T), iNOs, dan IL1ß, melalui transfer komponen vesikuler dari mikroglial asal. sel ke penerima [96]. Selain itu, tikus EAE yang disuntik dengan M-MV ke dalam corpus callosum memiliki banyak mikroglia amoeboid, yang tidak dapat diamati pada tikus kontrol EAE (disuntik dengan saline, liposom, atau sel induk mesenkim). Tikus dengan dan tanpa acid sphingomyelinase knockout (ASKO) diinduksi dengan EAE [96]. Tikus ASKO-EAE menunjukkan penurunan M-MV secara signifikan di CSF, dan mikroglia CD45lowCD11b+ dan sel T inflamasi di sumsum tulang belakang, sementara tidak ada tikus ASKO-EAE yang mengalami patologi EAE (96). Pada manusia, peserta yang sehat ditemukan memiliki M-MV di CSF mereka dengan peningkatan konsentrasi di MS: secara signifikan lebih besar di CIS dibandingkan dengan RRMS. Hasil ini menunjukkan bahwa M-MV berbeda pada pasien MS dan model EAE, yang dapat menyebabkan aktivasi mikroglial dan perubahan morfotipe sementara respon ini dapat dikurangi dengan mencegah pelepasan M-MV [96]. Hal ini juga mengungkapkan potensi penargetan M-MV untuk memantau penyakit dan strategi terapeutiknya. Perannya dalam retina masih belum diketahui, meskipun jika diketahui mempengaruhi morfologi mikroglia retina, hal ini dapat mempunyai implikasi yang signifikan dalam penggunaan mata sebagai alat pemantauan dan kemanjuran pengobatan.

3.7. Faktor Genetik: Efek pada Mikroglia Retina pada Multiple Sclerosis

Model MS EAE yang diinduksi MOG35-55-digunakan untuk mengidentifikasi perbedaan genetik dan morfologi mikroglia retina antara tikus C57BL/6 berumur 8-minggu dan kontrol sehat [97]. Pewarnaan Iba-1 pada penampang retina menunjukkan sebagian besar mikroglia bercabang pada kontrol yang sehat sementara terdapat mikroglia yang lebih bulat dan mirip amoeboid dengan ekspresi iNOS yang lebih tinggi pada tikus EAE awal (16 hari pasca-MOG35-55 induksi— 16DPI) [97]. Ekspresi iNOS ini berkurang sebesar 41DPI, meskipun masih lebih tinggi dibandingkan pada kontrol yang sehat. Selain itu, ada peningkatan ekspresi C1q dan TNF-alpha di EAE (97). Hal ini dapat menunjukkan bahwa perubahan transkripsional awal pada mikroglia retina yang dicerminkan oleh perubahan morfologi mungkin merupakan gambaran patologis neuropati optik.

Selain itu, Bell dkk. menyelidiki profil transkripsi mikroglia retina dari tikus Cx3cr1CreER: R26-tdTomato C57BL/6 yang diinduksi dengan uveitis yang diinduksi endotoksin (EIU) dengan injeksi LPS intravitreal tunggal (98). Mikroglia retina terisolasi dianalisis dengan flow cytometry, Fluorescence-Activated Cell Sorting (FACS), sekuensing mRNA, dan PCR kuantitatif untuk menemukan total 1.069 gen yang diekspresikan secara berbeda (DEG) (98). Ada 613 DEG ditemukan pada 4 jam pasca-EIU, 537 DEGS pada 18 jam, dan tidak ada pada 2 minggu [98]. Awalnya, penanda aktivasi seperti Fas dan CD44 diregulasi sementara penanda homeostatis seperti P2rY12 dan Mertk diturunkan regulasinya dalam sampel yang diinduksi EIU sementara kontrol yang sehat tidak menunjukkan profil yang sama, misalnya, level P2RY12 yang tinggi di seluruh [98]. Selain itu, mikroskop confocal sel mikroglial tdTomato+ secara naif bercabang sementara sel EIU mengalami perubahan morfologis dari bercabang pada 4 jam menjadi amoeboid pada 18 jam, yang kembali bercabang pada 2 minggu pasca injeksi [98]. Hasil ini menunjukkan bahwa uveitis mungkin ditandai oleh beberapa perubahan transkripsi awal yang mungkin tercermin dari perubahan morfologi mikroglia retina [98]. Investigasi serupa pada sel pasien akan berguna untuk menentukan kemampuan terjemahan klinis dari temuan ini.

4. Penyakit Neurodegeneratif Lainnya

4.1. Penyakit Alzheimer

DA adalah penyebab paling umum dari demensia. Hal ini ditandai dengan hilangnya neuron secara progresif sebagai akibat dari penumpukan plak amiloid-beta (Aß) ekstraseluler dan kekusutan neurofibrillary intraseluler yang terdiri dari protein tau yang mengalami hiperfosforilasi [99-101]. Pada saat gejala kognitif pertama mulai muncul, sekitar 20 tahun sudah terjadi degenerasi saraf yang ireversibel [100]. Meskipun patogenesis pastinya masih belum diketahui, aktivasi mikroglial di otak dan retina telah dikaitkan dengan patologi DA [4,13,21,99-103]. Hal ini menyoroti kebutuhan yang belum terpenuhi untuk deteksi dini patogenesis AD dan karakterisasi mikroglia mungkin merupakan jawaban potensial terhadap dilema ini.

Investigasi AD otak menunjukkan lebih banyak mikroglia teraktivasi di korteks dan hipokampus dibandingkan dengan kelompok kontrol dengan usia yang sama [99,103]. Secara khusus, Cao dkk. menemukan tingkat aktivasi mikroglial yang jauh lebih besar di area tikus model AD ini pada usia 12 bulan dibandingkan dengan usia lain dan dibandingkan dengan kontrol sehat yang sesuai usia atau lebih tua [99]. Selain itu, tikus model AD familial berusia 4-bulan berusia 5x menunjukkan bahwa plak Aß dikelilingi oleh mikroglia teraktivasi di korteks [103]. Mikroglia teraktivasi ini juga ditemukan berkolokasi dengan agregat Aß, dan ketika Aß terakumulasi, kematian sel mikroglial diamati (103). Demikian pula, plak Aß ditemukan dikelilingi oleh mikroglia retina dengan badan sel yang besar dan percabangan yang lebih sedikit dan lebih tebal, menunjukkan bahwa pengamatan mikroglia teraktivasi dapat dilihat pada retina model AD [100-102].

Beberapa sumber telah menemukan mikroglia retina teraktivasi pada tikus AD 3x transgenik yang berumur 5 minggu pascakelahiran, menunjukkan respon mikroglial awal pada patologi AD [102]. Hal ini menunjukkan bahwa beberapa respons mikroglial terhadap DA mungkin terjadi di retina sebelum otak. Terlepas dari temuan ini, penting untuk mencatat definisi ambigu dari mikroglia teraktivasi. Misalnya, beberapa literatur menyebut semua mikroglia yang tidak beristirahat sebagai "mikroglia teraktivasi", dan beberapa literatur mungkin menggunakan istilah tersebut secara bergantian dengan "aktivasi" mikroglia, sementara literatur yang lebih baru mungkin menggunakan istilah tentang deskripsi morfologi unik dari mikroglia teraktivasi.

Mikroglia batang mungkin memiliki keterlibatan spesifik wilayah dalam patologi DA [4,21]. Misalnya, ketika tiga wilayah otak otopsi pasien AD diperiksa, mikroglia batang hanya terlihat di korteks parietal dan tidak di hipokampus atau korteks temporal [4]. Selain itu, tidak ada pengamatan signifikan yang terlihat terkait mikroglia batang di daerah hipokampus dan kortikal otak pasien yang mengalami cedera otak traumatis [4]. Namun, mikroglia batang ditemukan berlimpah secara signifikan di korteks parietal tetapi tidak di hipokampus pasien AD dibandingkan dengan kontrol yang sehat [4]. Mikroglia batang juga telah diamati pada mereka dengan C9orf72 yang bermutasi sementara mereka tidak ada dalam kelompok kontrol yang disesuaikan dengan usia. Selain itu, kepadatan mikroglia batang yang tinggi pada materi abu-abu dari mereka yang menderita Sindrom Down AD berkorelasi dengan ciri patologis yang lebih parah dibandingkan dengan mereka yang hanya menderita C9orf72. IKLAN [21].

Baru-baru ini, Grimaldi dkk. menyelidiki patologi retina pada retina pasien AD post-mortem [15]. Sampel ini juga memiliki plak Aß dan tau tangles terfosforilasi, dengan tanda-tanda degenerasi retinal-neuronal yang dibuktikan dengan peningkatan ekspresi caspase 3, penanda neurodegenerasi terkait AD [15]. Selain itu, irisan retina AD yang diperiksa memiliki kepadatan sel mikroglial positif iba-1 yang jauh lebih tinggi yang juga menunjukkan tingkat penanda DAM, IL-1ß yang lebih tinggi, dibandingkan dengan sampel sehat [15]. TREM2 juga merupakan penanda terkait DAM, meskipun penanda ini tidak diregulasi dalam mikroglia AD positif iba{11}}[15]. Meskipun demikian, retina AD menunjukkan tingkat TREM2 mRNA yang lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol yang sehat [15]. Tren tak terduga pada mikroglia retina AD ini mungkin disebabkan oleh bukti sejarah sampel retina post-mortem dengan endapan Aß yang menunjukkan penurunan regulasi TREM2 [15]. Investigasi yang mengamati penanda DAM retina lainnya secara paralel dengan parameter morfologi dapat memberikan wawasan yang berguna untuk menjelaskan patologi retina AD.

4.2. Penyakit Parkinson

Penyakit Parkinson (PD) adalah jenis penyakit neurodegeneratif kedua yang paling umum, menyerang lebih dari 10 juta orang di seluruh dunia [104,105]. Ciri patologisnya terdiri dari agregat Lewy body (LB) yang terdiri dari alpha-synuclein ( -syn) yang terakumulasi di dalam badan sel saraf dan akson [104,105]. Hal ini diikuti oleh degenerasi saraf bertahap dari neuron dopaminergik di daerah SSP seperti substansial niagra (SN) pars compacta [6,106,107]. Pada saat gejala klinis awal seperti tremor, kekakuan, akinesia, dan stabilitas postur mulai muncul, 50-80% neuron dopaminergik telah hilang [107,108]. Sama seperti AD, penelitian PD telah mengungkapkan banyak mekanisme patogenesis potensial, termasuk peradangan saraf sebagai akibat dari aktivasi mikroglial [6,105,109]. Penelitian terbaru juga mengungkapkan bahwa hingga 80% pasien PD mungkin mengalami beberapa disfungsi penglihatan setidaknya sekali selama perkembangan penyakitnya [105]. Selain itu, beberapa penelitian telah melaporkan perubahan retina ini terjadi sebelum perubahan pada otak [110]. Mempertimbangkan faktor-faktor ini, mengeksplorasi karakteristik mikroglia retina dapat menjadi titik awal yang ideal dalam mengidentifikasi biomarker PD sebelumnya.

Satu studi menyelidiki karakteristik SN dan mikroglia hipokampus pada tiga kelompok peserta: pasien PD, peserta sehat yang cocok, dan peserta PD prodromal (p-PD), dengan analisis yang disesuaikan dengan usia dilakukan (rentang usia 56 hingga 96 tahun) [111 ]. Meskipun hampir tidak ada -syn dan LB yang ditemukan di kedua wilayah otak kontrol yang sehat, ada beberapa di spesimen pasien p-PD dan secara signifikan lebih banyak di PD [111]. Selain itu, kontrol yang sehat memiliki mikroglia yang jauh lebih bercabang dibandingkan dengan kelompok p-PD dan PD, p-PD memiliki mikroglia amoeboid yang jauh lebih banyak dibandingkan dengan peserta yang sehat, dan pasien PD juga memiliki mikroglia yang jauh lebih banyak daripada p-PD [111]. Mikroglia "prima" atau teraktivasi terlihat jelas pada p-PD dibandingkan dengan kelompok peserta lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa mikroglia teraktivasi mungkin merupakan indikator awal sementara mikroglia amoeboid berhubungan dengan patologi PD.

Demikian pula, retina sehat bebas dari -syn sementara ada beberapa pada retina tikus transgenik berumur 5-bulan (TgM83) yang dimodelkan untuk PD dan secara signifikan lebih banyak pada OPL sampel retina TgM83 berumur 8-bulan [112]. Hanya retina tikus berumur 8-bulan yang menunjukkan aktivasi mikroglial karena peningkatan signifikan dalam ekspresi CD68 (penanda aktivasi mikroglial) dan pengamatan visual mikroglia amoeboid, sementara hal ini tidak terlihat pada kelompok eksperimen lain [112]. Hal ini menunjukkan bahwa mungkin ada ekspresi diferensial dari penanda mikroglial teraktivasi dan perubahan morfologis melalui tahap awal hingga menengah patologi PD. Namun, penelitian lain menunjukkan bahwa meskipun terdapat akumulasi OPL -syn pada tikus yang dimodelkan untuk penyakit yang bergantung pada -syn (Plp- -syn), terdapat sebagian besar mikroglia bercabang yang ditemukan pada sampel retina utuh tanpa tanda aktivasi mikroglial. untuk semua kelompok umur diselidiki [113]. Hal ini mungkin disebabkan oleh perbedaan model penyakit yang digunakan, kelompok umur yang diselidiki, dan metode analisis.

4.3. Glaukoma

Glaukoma adalah salah satu penyebab utama kebutaan di seluruh dunia, yang diperkirakan mempengaruhi lebih dari 120 juta orang pada tahun 2040 [114]. Hal ini ditandai dengan hilangnya RGC secara bertahap dan, seperti AD dan PD, degenerasi saraf yang signifikan sudah terjadi sebelum gejala klinis mulai muncul [114]. Banyak metode untuk mendeteksi aktivitas glaukoma telah dikembangkan, termasuk peningkatan tekanan intraokular dan peningkatan jumlah sel retina yang mati, yang diukur dengan mendeteksi sel retina apoptosis (DARC) [115,116]. Selain itu, aktivasi mikroglial juga mungkin berperan dalam patogenesis glaukoma.

Aktivasi mikroglia telah diidentifikasi sebagai salah satu kejadian pertama pada kerusakan saraf glaukoma, yang mungkin terjadi sebelum kematian RGC [117,118]. Misalnya, ketika tikus albino Swiss dimodelkan dengan model glaukoma hipertensi okular unilateral (OHT), terdapat aktivasi mikroglial [108]. Hal ini terlihat dalam bentuk peningkatan ukuran tubuh sel dan retraksi proses sel sedini 1-hari pasca operasi (PS) dan peningkatan kepadatan sel sebesar 3 hari PS. Ramirez dkk. juga menemukan bahwa mikroglia retina adalah P2RY12+ pada 1 hari PS [108]. Ekspresi ini menurun pada PS 3 dan 5 hari, yang kemudian kembali ke tingkat normal pada PS 15 hari [108]. Selain itu, tingkat degenerasi saraf juga dapat dikorelasikan dengan perubahan mikroglial awal, termasuk mikrogliosis atau aktivasi mikroglial, sebagaimana dibuktikan dalam retina tikus transgenik Cx3cr1GFP/+ DBA/2J yang dimodelkan untuk glaukoma pigmentasi [117]. Selain itu, dalam model glaukoma eksperimental lainnya, pengobatan dengan minocycline atau iradiasi dosis tinggi mengurangi aktivasi mikroglial, menghasilkan kematian RGC yang lebih rendah [119,120].

Mikroglia batang juga telah dikaitkan dengan beberapa kondisi penyakit. Dalam model degenerasi RGC progresif pada tikus, telah ditunjukkan bahwa transeksi saraf optik (ONT) menginduksi pembentukan mikroglia batang retina [23]. Hal ini dapat diamati dalam 7 hari pertama, mencapai puncaknya pada 14 hari dan menghilang setelah 2 bulan [23]. Tren periodik ini secara menarik direfleksikan oleh tren kematian RGC yang disebabkan oleh ONT. Selain itu, mikroglia batang retina ini ditemukan berorientasi sepanjang akson dan badan sel RGC, menunjukkan peran aktif mereka dalam neurodegenerasi terkait ONT [23].

4.4. Penyakit Mata yang Diwarisi: Retinitis Pigmentosa

Penyebab utama lain dari kebutaan bawaan yang tidak dapat disembuhkan adalah retinitis pigmentosa (RP). Penyakit ini mempengaruhi sekitar 1 dari 4000 orang di dunia. Biasanya, pasien mungkin mengalami kehilangan sel batang retina, sedangkan kasus yang lebih parah mungkin disebabkan oleh hilangnya sel kerucut. Meskipun mekanisme pasti dari RP masih belum jelas, terdapat bukti aktivasi mikroglia retina dini yang terjadi pada awal proses degenerasi fotoreseptor [121]. Misalnya, Di Pierdominico dkk. mengamati tikus P23H-1, model degenerasi fotoreseptor yang diturunkan [121]. Pengurangan deretan inti fotoreseptor terjadi antara P10-21 dengan pengurangan yang lebih besar antara P15-21 [121]. Hal ini terjadi bersamaan dengan perubahan morfologi mikroglial menjadi mikroglia amoeboid, diamati melalui analisis histologi penampang retina yang menunjukkan bahwa mikroglia positif iba-1 dengan proses yang lebih pendek pada P15 sedangkan total kepadatan mikroglia retina secara signifikan lebih besar pada P23H-1 tikus dibandingkan dengan kontrol antara P15-45 [121]. Studi yang sama menyelidiki tikus Royal College of Surgeons (RCS), model lain untuk degenerasi fotoreseptor bawaan, untuk menemukan tren serupa. Degenerasi fotoreseptor paling signifikan terjadi antara P33-60 sementara mikroglia retina tampak seperti amoeboid oleh P21-33 [121]. Mikroglia ini juga bermigrasi ke lapisan retina luar antara P21-60. Retina RCS memiliki kepadatan mikroglia yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol P21-60, sementara ada penurunan yang signifikan antara P45-60 [121].

5. Mikroglia Perivaskular

Investigasi mikroglia yang berada di dalam atau sekitar wilayah perivaskular (PM) telah menjadi bidang penelitian yang populer karena hubungan yang telah dibuat antara respon imun terhadap kondisi neurologis dan jaringan pembuluh darah SSP (122). Hubungan ini terlihat ketika pasien dengan retinopati diabetik memiliki peningkatan jumlah sel mikroglia PM retina yang hiper-ramifikasi secara signifikan dibandingkan dengan subjek normal [34]. Selain itu, mikroglia PM dikatakan melacak dengan cermat setiap senyawa yang masuk dari luar sawar darah-otak melalui pembuluh darah dan masuk ke SSP [95]. Misalnya, penipisan mikroglia PM yang diinduksi obat pada tikus dengan AD eksperimental mengakibatkan akumulasi plak amiloid pada kardiovaskular (122). Investigasi lain juga menemukan bahwa tikus model glaukoma (model hipertensi okular yang diinduksi oleh laser) menunjukkan mikroglia batang di PM retina dan berdekatan dengan akson retina [22]. Hal ini menunjukkan bahwa morfotipe mikroglia tidak spesifik pada daerah perivaskular.

6. Pencitraan Mikroglia Retina

Pembentukan metode yang kuat untuk menggambarkan mikroglia retina baik secara non-invasif maupun in vivo akan memberikan jalan yang sangat berharga untuk melacak patologi mikroglia retina terkait penyakit. Memang ada tikus transgenik, misalnya tikus CX3CR-1GFP, yang dibiakkan secara khusus untuk meningkatkan ekspresi protein fluoresen hijau (GFP) pada gen reseptor kemokin 1 (CX3CR-1) [123–125 ]. Hasilnya, pemindaian laser oftalmoskop (SLO) dan sistem OCT dapat digunakan untuk menggambarkan mikroglia retina yang berfluoresensi secara non-invasif pada resolusi seluler, untuk menyelidiki bentuk, distribusi spasial, dan kepadatannya secara real time [37,124–126]. Masing-masing penelitian ini dapat menggunakan metode berbeda dengan sistem SLO/OCT unik termasuk SLO confocal multi-warna untuk mendeteksi beberapa penanda fluoresen [124], pencitraan autofluoresensi widefield [125], dan pencitraan fluoresensi 488 nm menggunakan perangkat SLO/OCT komersial [126] . Meskipun hal ini menunjukkan keserbagunaan pencitraan tikus Cx3CR-1GFP, modifikasi genetik sering kali menimbulkan efek samping yang tidak diinginkan dan saat ini tidak dapat diterjemahkan secara klinis.

Meskipun demikian, ada juga laporan upaya metode pencitraan in vivo dan non-invasif pada manusia [127,128]. Misalnya, Liu dkk. mengembangkan sistem optik adaptif multimodal (AO) yang menggabungkan sistem SLO dan OCT [127]. Dioda superluminescent juga digunakan untuk menghasilkan sinar pencitraan dari masing-masing AOSLO dan AOOCT dengan penambahan cermin yang diposisikan secara tepat agar dapat diarahkan ke mata, sehingga memungkinkan retina untuk dicitrakan. Meskipun mereka mampu menggambarkan mikroglia di membran pembatas bagian dalam (ILM), hal ini diidentifikasi melalui interpretasi visual subjektif, dan penulis menekankan perlunya perbaikan karena proses yang panjang (1 jam untuk gambar) [127]. Meskipun AOOCT dapat menghasilkan pencitraan beresolusi tinggi dan tingkat seluler, hal ini terganggu oleh pengurangan bidang pandang ~6-kali lipat dibandingkan dengan mesin komersial [128]. Misalnya, Castanos dkk. menggunakan pencitraan OCT domain spektral dalam mode reflektansi (OCT-R) untuk mendapatkan gambar retina yang lebih besar [128]. Pada pemeriksaan ILM pada peserta yang sehat, sel-sel mirip makrofag yang terdistribusi secara seragam dapat diamati [128]. Pada pasien dengan retinopati diabetik, oklusi vena retina sentral, dan glaukoma sudut terbuka, sel-sel ini tampak amoeboid dan tidak seragam [128]. Melalui ciri-ciri morfologi dan distribusi tersebut, penulis mengartikan sel-sel tersebut sebagai mikroglia atau hyalosit. Meskipun hal ini mengungkapkan kemungkinan pencitraan in vivo non-invasif pada retina manusia, penulis menyadari keterbatasan teknologi mereka, termasuk interpretasi subjektif manual terhadap morfologi sel dan perbedaan jenis sel yang tidak terbatas [128].

7. Temuan yang Bertentangan: Alasan dan Keterbatasan

Meskipun penelitian di atas memiliki tujuan yang sama untuk menemukan ciri densitometri atau morfologi mikroglia, ada beberapa penelitian yang menghasilkan hasil yang bertentangan. Hal ini mungkin disebabkan karena banyak metode analisis yang digunakan bersifat subjektif, bervariasi, dan bahkan ambigu. Aspek-aspek ini dapat diubah untuk menghasilkan hasil yang lebih konsisten, representatif, dan tidak terlalu bias. Misalnya, ketika wilayah tertentu di SSP, seperti striatum, SN, hipokampus, atau retina, telah diselidiki, "bagian" atau "irisan" yang dipilih secara acak akan dianalisis [86,111,129]. Selain itu, beberapa investigasi mengambil tindakan subjektif untuk membedakan sel "bercabang" dan "amoeboid" sementara juga menggunakan metode penghitungan manual [99]. Memang ada metode lain yang tentunya bisa digunakan untuk mengurangi dampak dari teknik subjektif dan non-representatif tersebut. Misalnya, metode pencitraan yang lebih luas dan efisien dapat dicapai dengan memindai keseluruhan retina daripada sektor dan memasukkan z-stack dari semua lapisan dan proyeksi intensitas maksimum [24]. Dengan cara ini, pengamatan terhadap keseluruhan retina dan seluruh lapisannya dapat dianalisis secara komprehensif. Selain itu, algoritma yang mengotomatiskan penghitungan sel dapat digunakan untuk mengukur parameter densitometri [24].

Mengingat mendorong penyelidikan di masa depan, penghindaran kategorisasi subyektif morfotipe mikroglia telah berhasil dilakukan dengan menggunakan perubahan dalam 15 parameter yang ditentukan melalui peradangan mikroglial yang memungkinkan keluaran analisis morfometrik oleh perangkat lunak otomatis (Fraclac; ImageJ) (130). Namun, penting untuk dicatat bahwa Fernández-Arjona dkk., secara manual memilih sel mikroglia untuk dianalisis berdasarkan serangkaian kriteria yang terdiri dari badan sel yang terlihat sepenuhnya dan proses yang tidak tumpang tindih dengan bagian sel lain yang berdekatan [130 ]. Oleh karena itu, data yang dihasilkan tidak sepenuhnya representatif atau bebas dari bias, meskipun hal ini menunjukkan prinsip penggunaan data kuantitatif untuk menentukan morfotipe yang berbeda.

Uji klinis dan praklinis seringkali hanya melibatkan subjek laki-laki [60,91]. Hal ini mungkin untuk mengurangi dampak perbedaan fisiologis seperti siklus ovarium, sehingga mengacaukan hasil percobaan atau eksperimen. Namun, dimorfisme seksual diketahui karena perbedaan struktural dan fungsional dalam respons mikroglial terhadap penuaan dan penyakit, termasuk MS (131). Hal ini mungkin disebabkan oleh kromosom X yang mengekspresikan jumlah terbesar gen terkait kekebalan di seluruh genom manusia serta pengaruh epigenetik dan lingkungan [131,132].

Han dkk. juga menunjukkan bahwa perbedaan hormonal dapat mempengaruhi laki-laki untuk memiliki mikroglia yang lebih aktif dalam tahap perkembangan, sehingga menempatkan mereka pada risiko penyakit yang lebih tinggi, sedangkan untuk perempuan, hal ini terjadi pada masa dewasa [131]. Investigasi lain dalam memediasi hipersensitivitas terhadap nyeri menunjukkan keterlibatan mikroglia pada tikus jantan sementara sel imun lain seperti sel T diperlukan pada tikus betina [133,134]. Meskipun tidak ada laporan yang menyelidiki perbedaan seksual dalam karakteristik morfologi mikroglia retina pada MS, analisis microarray transkriptome pada tikus jantan dan betina dari dua kelompok umur (3 atau 24 bulan) telah menunjukkan bahwa perubahan sel mikroglia retina terkait usia. ekspresi gen spesifik bersifat dimorfik seksual [135]. Merancang studi percobaan/eksperimental berdasarkan satu jenis kelamin dapat membatasi kemampuan untuk mengidentifikasi perbedaan patologis terkait jenis kelamin pada MS, penyakit yang lebih sering terjadi pada wanita [60]. Penggunaan analisis bertingkat dalam investigasi yang mencakup kedua jenis kelamin akan bermanfaat dalam memahami perbedaan patologis antara subkelompok pasien yang berbeda dalam populasi MS yang heterogen. Hal ini juga akan memungkinkan jumlah kelompok pasien yang lebih besar untuk diselidiki dalam kolaborasi penelitian multisenter yang lebih besar sehingga berdampak dan dapat digeneralisasikan lebih besar.

Baru-baru ini juga terdapat minat dalam penggunaan visi komputer dan algoritma pembelajaran mesin untuk memungkinkan pengenalan otomatis dan/atau kategorisasi "sel" atau "wilayah yang diminati" dalam data neuroimaging. Yang umum digunakan dalam penelitian biomedis adalah mesin vektor pendukung (SVM), yang dianggap sebagai teknik pembelajaran mesin terawasi yang dapat mengkategorikan data dan melakukan analisis regresi [136]. SVM linier dapat menggunakan input data "pelatihan" untuk setiap kategori untuk mengekstrak fitur yang dapat digunakan untuk mendefinisikan setiap kategori [137]. Kemudian, ia menggunakan data "pelatihan" masukan untuk mengkategorikan setiap titik data secara efektif dengan memeriksa fitur-fitur penentu tersebut [137]. Hal ini dicapai dengan secara otomatis mengidentifikasi hyperplane optimal yang memungkinkan setiap titik data dibedakan dalam satu kategori dari kategori lainnya. Algoritme pembelajaran mesin ini telah diterapkan dalam penelitian dalam upaya memprediksi demensia pada pasien menggunakan data dari MRI resolusi tinggi dan bahkan skor penilaian kondisi mental [136]. Meskipun penelitian ini belum menghasilkan algoritma yang memiliki akurasi dan presisi 100%, konsep penggunaan algoritma otomatis yang dapat dibagikan hadir sebagai titik awal yang sangat baik untuk meningkatkan pemrosesan dan analisis data biomedis [136].

8. Kata penutup

Kesimpulannya, mikroglia menawarkan jalan yang menarik untuk penelitian gangguan neurodegeneratif, termasuk MS. Ada juga banyak bukti yang menunjukkan beberapa perubahan mikroglial retina awal sebagai respons terhadap penyakit, yang selanjutnya mendukung gagasan penggunaan biomarker retina sebagai metode deteksi penyakit yang lebih awal. Selain itu, semakin banyak penelitian yang menyelidiki mikroglia retina dan otak mengenai karakteristik morfologi, genetik, dan molekulernya. Namun, kunci pemahaman kita tentang peran mereka adalah kemampuan untuk melakukan analisis kuantitatif yang akurat dan konsisten terhadap perubahan dinamis dalam struktur, karena morfotipe mungkin terkait erat dengan fungsi mikroglia. Kami akan mendorong pengembangan desain eksperimental terstandar dan algoritme analisis data yang tervalidasi, karena hal ini diperlukan untuk menggambarkan secara komprehensif peran sel-sel penting ini dalam patogenesis dan tingkat keparahan penyakit.

Kontribusi Penulis:

Penulisan—perencanaan, SC, LG, dan MFC; penulisan—persiapan draf asli, SC; penulisan—review dan pengeditan, SC, LG, dan MFC; visualisasi—SC; pengawasan—LG dan MFC Semua penulis telah membaca dan menyetujui versi naskah yang diterbitkan.

Pendanaan:

Penelitian ini tidak menerima pendanaan eksternal.

Konflik kepentingan:

Para penulis menyatakan tidak ada konflik kepentingan. Penyandang dana tidak mempunyai peran dalam penulisan naskah.

Referensi

1.Au, NPB; Ma, CHE Kemajuan terkini dalam studi mikroglia bipolar/berbentuk batang dan perannya dalam degenerasi saraf. Depan. Ilmu Saraf Penuaan. 2017, 9, 128. [Referensi Silang]

2. Li, F.; Jiang, D.; Samuel, MA Microglia di retina yang sedang berkembang. Pengembangan Saraf. 2019, 14, 1–13. [Referensi Silang]

3. Manusia Perak, SM; Wong, WT Microglia di retina: Peran dalam perkembangan, kematangan, dan penyakit. Ann. Pendeta Vis. Sains. 2018, 4, 45–77. [Referensi Silang]

4. Bachstetter, AD; Ighodaro, ET; Hassoun, Y.; Aldeiri, D.; Neltner, JH; Patel, E.; Abner, EL; Nelson, PT Morfologi mikroglia berbentuk batang dikaitkan dengan penuaan dalam 2 seri otopsi manusia. Neurobiol. Penuaan 2017, 52, 98–105. [Referensi Silang]

5. Holloway, OG; Canty, AJ; Raja, AE; Ziebell, mikroglia JM Rod dan perannya dalam penyakit neurologis. Semin. Pengembang Sel. biologi. 2019, 94, 96–103. [Referensi Silang]

6. Ramirez, AI; De Hoz, R.; Salobrar-Garcia, E.; Salazar, JJ; Rojas, B.; Selamat, D.; López-Cuenca, I.; Rojas, P.; Triviño, A.; Ramírez, JM Peran mikroglia dalam degenerasi saraf retina: penyakit Alzheimer, Parkinson, dan glaukoma. Depan. Ilmu Saraf Penuaan. 2017, 9, 214. [Referensi Silang] [PubMed]

7. Rasyid, K.; Akhtar-Schaefer, I.; Langmann, T. Microglia dalam Degenerasi Retina. Depan. imunol. 2019, 10, 1975. [Ref Silang] [PubMed]

8. Laprell, L.; Schulze, C.; Brehme, ML; Oertner, TG Peran potensi membran mikroglia dalam kemotaksis. J. Peradangan Saraf 2021, 18, 1–10.

9. Karlstetter, M.; Scholz, R.; Rutar, M.; Wong, WT; Ketentuan, JM; Langmann, T. Mikroglia retina: Hanya pengamat atau target terapi? Prog. Retin. Resolusi Mata. 2015, 45, 30–57. [Ref Silang] [PubMed]

10. Wang, J.; Wang, J.; Wang, J.; Yang, B.; Weng, Q.; Dia, Q. Menargetkan Mikroglia dan Makrofag: Strategi pengobatan potensial untuk multiple sclerosis. Depan. Farmakol. 2019, 10, 286. [Referensi Silang]

11. Walker, Dirjen; Lue, L.-F. Fenotip imun mikroglia pada penyakit neurodegeneratif manusia: Tantangan untuk mendeteksi polarisasi mikroglial di otak manusia. Res Alzheimer. Ada. 2015, 7, 1–9. [Referensi Silang]

12. Luo, C.; Jian, C.; Liao, Y.; Huang, Q.; Wu, Y.; Liu, X.; Zou, D.; Wu, Y. Peran mikroglia dalam multiple sclerosis. Neuropsikiater. Dis. Merawat. 2017, 13, 1661–1667. [Referensi Silang]

13. Yao, K.; Zu, H.-B. Polarisasi mikroglial: Mekanisme terapi baru melawan penyakit Alzheimer. Inflammofarmakologi 2020, 28, 95–110. [CrossRef] 14. Ransohoff, RM Pertanyaan polarisasi: Apakah mikroglia M1 dan M2 ada? Nat. ilmu saraf. 2016, 19, 987–991. [Referensi Silang]

15. Grimaldi, A.; Pedikoni, N.; Oieni, F.; Pizzarelli, R.; Rosito, M.; Giuettini, M.; Santini, T.; Limatola, C.; Ruocco, G.; Ragozzino, D.; dkk. Proses neuroinflamasi, aktivasi astrosit A1, dan agregasi protein di retina pasien penyakit Alzheimer, kemungkinan menjadi biomarker untuk diagnosis dini. Depan. ilmu saraf. 2019, 13, 925. [Referensi Silang]

For more information:1950477648nn@gmail.com