Endogenous mobilization of bone-marrow cells into murine retina induces fusion-mediated reprogramming of Müller glia cells

My PhD project was focused on understanding if endogenous bone-marrow cells (BMCs) could participate in the repair of mouse retina following N-Methyl-D-aspartate (NMDA) damage. We wanted to explore the possibility that endogenous BMCs could migrate from peripheral blood into the damaged retina and fuse with retinal neurons. We found that endogenous BMCs migrate into mouse retina upon NMDA damage and fuse with retinal neurons, mainly with Muller glia (MG) cells. MG cells undergo dedifferentiation and reprogramming after NMDA damage finally differentiating into ganglion and amacrine cells through a cell-fusion mediated mechanism. This neurogenic process was influenced by SDF-1/CXCR4 signaling pathway since when we manipulated it we were able to enhance or block the ability of MG cells to undergo reprogramming and to generate new neurons. All in all we described a novel mechanism by which murine MG cells can dedifferentiate through a cell fusion process with endogenous BMCs.Mi proyecto de doctorado ha sido enfocado en entender si las células de la medula (BMCs) pueden participar en la reparación de la retina del ratón después de causar un daño con N-Methyl-D-aspartate (NMDA). Hemos querido explorar la posibilidad de que las BMCs pudiesen migrar desde la sangre periférica hasta la retina dañada y fusionarse con las neuronas retinianas. Hemos encontrado que las células endógenas de la médula son movilizadas hacia la retina del ratón después de causar el referido daño fusionándose con las neuronas de la retina, principalmente con las células gliales Müller (MG). Las células MG empiezan un proceso de desdiferenciación y reprogramación después de causar el daño de NMDA, y acaban diferenciándose en células ganglionares y amacrinas a través de un mecanismo de fusión celular. Este proceso neurogénico está influenciado también de la vía de señalación SDF-/CXCR4, cuando hemos manipulado esta vía de señalación celular hemos sido capaces de aumentar o bloquear la capacidad de las células MG de reprogramarse y de generar nuevas neuronas. En general hemos descrito un nuevo mecanismo mediante el cual las células MG pueden desdiferenciarse a través de un proceso de fusión celular con la células endógenas del la médula

Endogenous mobilization of bone-marrow cells into murine retina induces fusion-mediated reprogramming of Müller glia cells

My PhD project was focused on understanding if endogenous bone-marrow cells (BMCs) could participate in the repair of mouse retina following N-Methyl-D-aspartate (NMDA) damage. We wanted to explore the possibility that endogenous BMCs could migrate from peripheral blood into the damaged retina and fuse with retinal neurons. We found that endogenous BMCs migrate into mouse retina upon NMDA damage and fuse with retinal neurons, mainly with Muller glia (MG) cells. MG cells undergo dedifferentiation and reprogramming after NMDA damage finally differentiating into ganglion and amacrine cells through a cell-fusion mediated mechanism. This neurogenic process was influenced by SDF-1/CXCR4 signaling pathway since when we manipulated it we were able to enhance or block the ability of MG cells to undergo reprogramming and to generate new neurons. All in all we described a novel mechanism by which murine MG cells can dedifferentiate through a cell fusion process with endogenous BMCs.Mi proyecto de doctorado ha sido enfocado en entender si las células de la medula (BMCs) pueden participar en la reparación de la retina del ratón después de causar un daño con N-Methyl-D-aspartate (NMDA). Hemos querido explorar la posibilidad de que las BMCs pudiesen migrar desde la sangre periférica hasta la retina dañada y fusionarse con las neuronas retinianas. Hemos encontrado que las células endógenas de la médula son movilizadas hacia la retina del ratón después de causar el referido daño fusionándose con las neuronas de la retina, principalmente con las células gliales Müller (MG). Las células MG empiezan un proceso de desdiferenciación y reprogramación después de causar el daño de NMDA, y acaban diferenciándose en células ganglionares y amacrinas a través de un mecanismo de fusión celular. Este proceso neurogénico está influenciado también de la vía de señalación SDF-/CXCR4, cuando hemos manipulado esta vía de señalación celular hemos sido capaces de aumentar o bloquear la capacidad de las células MG de reprogramarse y de generar nuevas neuronas. En general hemos descrito un nuevo mecanismo mediante el cual las células MG pueden desdiferenciarse a través de un proceso de fusión celular con la células endógenas del la médula

Endogenous mobilization of bone-marrow cells into the murine retina induces fusion-mediated reprogramming of müller glia cells

Müller glial cells (MGCs) represent the most plastic cell type found in the retina. Following injury, zebrafish and avian MGCs can efficiently re-enter the cell cycle, proliferate and generate new functional neurons. The regenerative potential of mammalian MGCs, however, is very limited. Here, we showed that N-methyl-d-aspartate (NMDA) damage stimulates murine MGCs to re-enter the cell cycle and de-differentiate back to a progenitor-like stage. These events are dependent on the recruitment of endogenous bone marrow cells (BMCs), which, in turn, is regulated by the stromal cell-derived factor 1 (SDF1)-C-X-C motif chemokine receptor type 4 (CXCR4) pathway. BMCs mobilized into the damaged retina can fuse with resident MGCs, and the resulting hybrids undergo reprogramming followed by re-differentiation into cells expressing markers of ganglion and amacrine neurons. Our findings constitute an important proof-of-principle that mammalian MGCs retain their regenerative potential, and that such potential can be activated via cell fusion with recruited BMCs. In this perspective, our study could contribute to the development of therapeutic strategies based on the enhancement of mammalian endogenous repair capabilities