JoVE Logo

Sign In

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

מודלים של עכברים אנושיים מספקים ייצוג מדויק יותר של המיקרו-סביבה החיסונית האנושית. כתב יד זה מתאר את התהליך שבו מודלים אלה נוצרים באמצעות השתלת כליה של בלוטת התימוס האנושית, הזרקת תאי CD34+ אנושיים ואספקה ממוקדת של טרנסגנים של ציטוקינים אנושיים כדי לקדם התפשטות והתמיינות של תאי CD34+ .

Abstract

מודלים של בעלי חיים מספקים תרגום חיוני בין מחקר ביו-רפואי in vitro למחקר in vivo . מודלים של עכברים מואנשים מספקים גשר בייצוג של מערכות אנושיות, ובכך מאפשרים מחקר מדויק יותר של פתוגנזה, סמנים ביולוגיים ושאילתות מדעיות רבות אחרות. בשיטה זו המתוארת, עכברי NOD-scid IL2Rγnull (NSG) חסרי חיסון מושתלים בתימוס אוטולוגי, מוזרקים עם תאי CD34+ שמקורם בכבד ואחריהם סדרה של משלוחי ציטוקינים מוזרקים. בניגוד למודלים אחרים בעלי אופי דומה, המודל המתואר כאן מקדם בנייה מחדש משופרת של תאים חיסוניים על ידי העברת ציטוקינים וגורמי גדילה באמצעות טרנסגנים המקודדים בווקטורים מבוססי DNA AAV8 או pMV101. יתר על כן, הוא מציע יציבות לטווח ארוך עם עכברים משוחזרים בעלי תוחלת חיים ממוצעת של 30 שבועות לאחר זריקות CD34+ . באמצעות מודל זה, אנו מקווים לספק שיטה יציבה ומשפיעה לחקר אימונותרפיה ומחלות אנושיות במודל עכברי, ובכך להדגים את הצורך במודלים פרה-קליניים מנבאים.

Introduction

בעוד שמודלים של בעלי חיים יצרו הבנה עמוקה יותר של מערכות תאיות ומולקולריות, האתגר נותר בהבהרת המורכבויות של מערכות ספציפיות למין, כגון חסינות, פיזיולוגיה ותחומים אחרים של פתולוגיה. פרימטים לא אנושיים (NHP), כמו שימפנזים, שימשו לאורך ההיסטוריה כדי לפצות על הפערים הנדרשים במחקר המודלים; עם זאת, מודל ה-NHP יכול להיות יקר למדי ובלתי נגיש, במיוחד מכיוון שהשימוש בהם נאסר באירופה1.

לאחר הליך השתלה מוצלח, מערכת העכברים משכפלת את מערכת החיסון האנושית, כפי שהוכח באמצעות אכלוס מחדש של איברי הלימפה. התפתחותם של עכברים עם מערכת חיסון אנושית מתפקדת מספקת את ההזדמנות לערוך מחקר תרגומי על חסינות אנושית במגוון הקשרים. עכברים חסרי חיסון המושתלים בתאים ורקמות אנושיות שיכולים לשכפל בהצלחה מערכת חיסון אנושית פעילה מקלים על חקר המטופואיזה, חסינות, טיפול גנטי2, מחלות זיהומיות3, סרטן4 ורפואה רגנרטיבית5. הקבוצה שלנו וחלק ממשתפי הפעולה שלנו פרסמו תוצאות באמצעות מודל זה המדגים מודלים פרה-קליניים של מלנומה עורית6. מודל זה הוא רב תכליתי מספיק כדי להיות מיושם באינספור תחומים מעבר להקשר של מחקר מלנומה ואימונותרפיה.

תאים חד-גרעיניים בדם היקפי (PBMCs) משמשים בדרך כלל להאנשה מכיוון שהם מביאים לבנייה מחדש חזקה של תאי T, שיש להם תפקידים מבוססים בסבילות חיסונית; עם זאת, בגלל שיעור ההתחדשות העצמית הנמוך שלהם והשיעור הגבוה של תאים בוגרים המחויבים לשושלת, PBMCs מוחלפים לעתים קרובות במוצרים מבוססי תאי גזע אנושיים (HSC), שניתן להפיק מכבד עוברי7. בשילוב עם מוצרי HSC נגזרים אלה, תוספת השתלת התימוס האנושי מתחת לכמוסות הכליה של עכברי NSG יוצרת מערכת המסוגלת לתמוך בהתפתחות תאי T אנושיים. מודל זה, המכונה מח עצם-כבד-תימוס (BLT), הוא יתרון רב מכיוון שהוא מאפשר המטופואיזיס רב-שושלתית, חינוך תאי T בתימוס האוטולוגי והגבלת HLA8.

המודל המוצע בכתב יד זה הוא מודל BLT מותאם עם אספקת ציטוקינים נוספים. ציטוקינים פרו-דלקתיים הוכחו כמחזקים את היכולות של תאי חיסון אפקטיביים, במיוחד באמצעות אימונותרפיה מבוססת IL-159. לימפוציטים CD45+ נצפים בדם ההיקפי של עכברים מואנשים (עכברי Hu) כ-8-12 שבועות לאחר הזרקת תאי CD34+ אנושיים, ומציגים עלייה ניכרת בבנייה מחדש בהשוואה לדם במחזור של עכברי NSG רגילים. באמצעות וקטור Adeno-Associated להעברת IL-3, IL-7 ו-GM-CSF אנושיים, רמות תאי CD45+ אנושיים עלו במחזור הדם בהשוואה לעכברים שאינם מקבלים את הציטוקינים. התוספת של ציטוקינים DNA Combo II (SCF, FLT3, CKIT ו-THPO) משפרת את תאי T ואת התמיינות התאים המיאלואידים10. התוספת של אספקת ציטוקינים מבדילה שיטה זו בין מודלים אחרים של עכברי Hu, כפי שנתמך על ידי נתונים שפורסמו10.

פיתוח מודל זה עם תגובה חיסונית אנושית מולדת ונרכשת איפשר לפרסם נתונים לגבי עמידות לטיפול ומיקרו-סביבת הגידול10. בתנאי שמעבדות יכולות לגשת לדגימות רקמה כדי להשתמש בשיטה זו; למודל Hu-mice זה יש פוטנציאל גדול למעבדות אחרות לחקור תחומים דומים וכן להתרחב לתחומים אחרים של אימונותרפיה ומחקרים פרה-קליניים.

Protocol

כל הפרוטוקולים הקשורים לשימוש בבעלי חיים מנוטרים מקרוב על ידי הוועדה המוסדית לטיפול בבעלי חיים ומשתמשים בבעלי חיים (IACUC) של מכון וויסטאר. המעבדה מקפידה על ההנחיות שנקבעו על ידי ועדה זו והווטרינר המטפל כדי להבטיח את בריאותם, בטיחותם ורווחתם של בעלי החיים המעורבים. לפני ביצוע פרוטוקול זה, נדרש אישור וטרינר ו-IACUC, ואנשים עשויים להיות בעלי וריאציות בטכניקות הכירורגיות הספציפיות ובטיפול בבעלי חיים בהשוואה לפרוטוקול בהתאם לעצת הצדדים הנ"ל המעורבים ברווחת בעלי חיים.

הערה: ניתן להקפיא דגימות רקמה עד שהן מוכנות לשימוש. בנוסף, ניתן לבצע בידוד CD34+ באותו יום או למחרת כמו ניתוח השתלת הכליה. מידע זה יודיע מתי יוזרק בוסולפן: אם מתכוונים לבצע ניתוח באותו יום של בידוד, יש להזריק בוסולפן מראש כהכנה לרקמה מקבלת. לטפל בשלושים עכברי NSG נקבות בני 5-7 שבועות עם 30 מ"ג/ק"ג (100 מיקרוליטר, PBS 1x) של תרופה טרייה מדלדלת מיאלו; בוסולפן הזריק IP 24 שעות לפני הניתוח.

1. בידוד תאי CD34+

  1. הכן את תמיסת העיכול על ידי המסת 100 מ"ג קולגנאז/דיספאז ב-50 מ"ל RPMI1640. השתמש במסנן ואקום של 0.22 מיקרומטר כדי לעקר את תמיסת העיכול.
  2. כבד עוברי (>גיל 20 שבועות) מסופק ב-50 מ"ל של מדיום RPMI1640. שאפו והשליכו את המדיה, והשאירו 10 מ"ל בתוך הצינור המכיל את הכבד.
  3. שטפו את הטישו עם 45 מ"ל של RPMI1640 + 100 מיקרוגרם/מ"ל של האנטיביוטיקה פרימוצין פעמיים בצינור חרוטי של 50 מ"ל, ושאבו את המדיה בין כל שטיפה. הקפד לתת לרקמה להתיישב בתחתית הצינור לפני שאיבת האמצע.
  4. מניחים מסננת רקמות סטרילית בכוס סטרילית של 200 מ"ל.
  5. יוצקים את כבד העובר דרך המסננת ומשתמשים בקצה מזרק פלסטיק סטרילי של 10 מ"ל כדי לטחון את הרקמה.
  6. שטפו את תאי הכבד שנותרו במסננת באמצעות 50 מ"ל של RPMI1640 + 100 מיקרוגרם/מ"ל של האנטיביוטיקה פרימוצין ואחריה 50 מ"ל של RPMI1640 קולגנאז/דיספאז מדיה (2 מ"ג/מ"ל). הכוס בנפח 200 מ"ל מכילה כעת את RPMI1640 עם פרימוצין, RPMI1640 קולגנאז/דיספאז וכבד הומוגני.
  7. מכניסים את התערובת לארבעה צינורות חרוטיים של 50 מ"ל ודוגרים אותם באמבט מים (37 מעלות צלזיוס) למשך שעה. לנער את הצינורות החרוטיים כל 15 דקות.
  8. הוסף 15 מ"ל של פיקול בארבעה צינורות חרוטיים של 50 מ"ל.
  9. שכבו בזהירות את תמיסת הכבד ההומוגנית מעל, והפיצו כ-35 מ"ל בין כל צינור. אל תפריע לממשק.
  10. הנח את הצינורות בצנטריפוגה וסובב ב-800 x גרם למשך שעה עם תאוצה/בלם מינימלית.
  11. הסר את הצינורות מהצנטריפוגה ואסוף את התאים מהממשק (10-15 מ"ל) לשני צינורות חרוטיים של 50 מ"ל.
  12. הוסף PBS 1x עד 50 מ"ל כדי לשטוף את הגלולה, וצנטריפוגה ב-300 x גרם למשך 5 דקות. השליכו את הסופרנטנט.
  13. השעו מחדש את הגלולה ב-10 מ"ל של מאגר ליזה ACK (אמוניום-כלוריד-אשלגן) ודגרו למשך 5-10 דקות. מלאו את הצינור ב-1x PBS.
  14. ספרו ידנית את התאים תחת המיקרוסקופ באמצעות טריפן כחול והמוציטומטר. צנטריפוגה של התאים ב -300 x גרם למשך 5 דקות.
    הערה: ניתן להזריק את התאים החד-גרעיניים של הכבד ישירות מכאן אם רוצים, למשל, אם ספירת התאים נמוכה מ-50 מיליון תאים.
  15. שואב את ה-PBS והשהה מחדש את גלולת התא ב-300 מיקרוליטר של מאגר ההפרדה (2 מ"מ EDTA, 5 מיקרוגרם/מ"ל של BSA ב-1x PBS) עבור 100 x 106 תאים או פחות. עבור יותר מ-100 x 106 תאים, השתמש ביחס המבוסס על כמות התאים לעיל כדי לקבוע את כמות המאגר (כלומר, הכפל את התאים, הכפל את המאגר).
  16. הוסף 100 מיקרוליטר של מגיב חוסם FcR ודגר 2-5 דקות.
  17. מוסיפים 100 מיקרוליטר של נוגדנים למיקרו-חרוזים CD34, מערבבים היטב ודוגרים על קרח למשך 30 דקות; יש לנער ידנית באופן מכני לאחר 15 דקות.
  18. הוסף 7-10 מ"ל של חוצץ ההפרדה וסנן דרך מסנני תאים של 100 מיקרומטר, 70 מיקרומטר ו-40 מיקרומטר בסדר זה.
  19. הנח מפריד תאים מבוסס עמודות במפריד מגנטי. הנח צינור חרוטי של 15 מ"ל מתחת למפריד כדי לאסוף את הזרימה והמאגר.
  20. מלא את העמודה ב-500 מיקרוליטר של מאגר ההפרדה.
  21. יוצקים את מתלה התא דרך העמודה.
  22. מלאו את העמוד בזרימה ובמאגר שנאסף בצינור החרוטי.
  23. שטפו את העמוד 3 פעמים עם 500 מיקרוליטר של מאגר ההפרדה.
  24. השליכו את הזרימה והחליפו את הצינור בצינור פוליסטירן בנפח 15 מ"ל.
  25. מלאו את העמודה ב -1 מ"ל של מאגר ההפרדה, הסירו את העמוד מהמגנט ושטפו את הבוכנה כלפי מטה בלחיצה אחת.
  26. ספור את התאים והשהה מחדש ב-PBS 1x להזרקה. מניחים על קרח עד השימוש.

2. עיבוד תימי

  1. שטפו את בלוטת התימוס האוטולוגית (>גיל 20 שבועות) על ידי הוספת 5-8 מ"ל RPMI1640, אפשרו לרקמה להתייצב. הסר בזהירות את המדיום על ידי ואקום תוך הימנעות ממגע עם התימוס. חזור על זה פעם נוספת.
  2. השעו ב-10 מ"ל טמפרטורת החדר RPMI1640 עם פרימוצין (100 מיקרוגרם/מ"ל).
  3. העבירו את בלוטת התימוס לצלחת פטרי שטופלה ברקמות. ודאו שבלוטת התימוס מצופה במלואו במצע פרימוצין.
  4. דגירה למשך 30-45 דקות בטמפרטורת החדר.
  5. שואב את ה-Primocin-media. שטפו את בלוטת התימוס עם 5-8 מ"ל RPMI1640, הסירו את המדיה בוואקום וחזרו על כך פעם נוספת.
  6. השעו את התימוס ב 5-8 מ"ל של RPMI1640.
  7. הכן את התימוס המודגר להשתלה על ידי חיתוך מקטעים בגודל 1 מ"מ על 2 מ"מ באמצעות שני אזמלים.
    הערה: זה יושתל בעכברים; לכן, ודא שניתן לשאוב את פרוסות התימוס הן פנימה והן החוצה מהמזרק וממחט המילטון 22 G המחוברת בקלות יחסית.

3. השתלת קפסולה תת כלייתית והזרקת תאי CD34

  1. בדוק את העכברים לבריאותם הכללית לפני הניתוח. גלח את העכברים כדי לחשוף אזור (כ-3 אינץ' x 2 אינץ') בגוף הצדדי השמאלי.
  2. להרדים את העכברים באמצעות איזופלורן (אינדוקציה 5%, תחזוקה 2%-3%) בתא ולאחר מכן להעביר עכברים בודדים מהתא לשלב כירורגי עם חרוט אף.
  3. חטאו את האזור המגולח עם כלורוהקסדין ומקלוני הכנה לאלכוהול. הקפידו על הרדמה פרטנית באמצעות בדיקת צביטה.
  4. בצע חתך גדול (5-7 מ"מ) אחורי, לרוחב עמוד השדרה של העכבר, וקפל את העור לאחור.
  5. ודא שבשלב זה, הטחול נראה מתחת לפאשיה. בצע חתך קטן יותר של ~2 מ"מ בפאשיה. ודא שהחתך קטן ככל האפשר תוך מתן אפשרות לחשיפה מלאה של הכליה.
  6. קבע את מיקום החתך הזה, זיהוי חזותי של הטחול ושימוש בו כסמן לכליה, שאינו נראה לעין.
    הערה: כליית העכבר ממוקמת מאחורי קבוצת שומן ברבע הצפון-מזרחי לטחול.
  7. מכאן, מקם את היד (המנתח) מתחת לצד העכבר מול החתך ולחץ כדי לחשוף את הכליה. מקם מחדש את כל השומן כדי לחשוף את הכליה במלואה.
  8. השתמש באצבעות באותה יד כדי לייצב את הכליה החשופה. במידת הצורך, השתמש ב-PBS סטרילי 1x כדי לשמן את הכליה החשופה.
    הערה: חשוב לציין כי על המנתח להשתמש באצבעות שונות מאלו שטיפלו בצד העכבר כדי להחזיק את הכליה כדי לשמור על סטריליות. יש להתייעץ עם הווטרינר של המכון לגבי שמירה נכונה על סטריליות.
  9. במקביל, תן לעוזר להכין מזרק קהה עם רקמת התימוס העוברי. מצצו בעדינות 2-3 גושי תימוס בגודל בינוני (1 מ"מ על 2 מ"מ) עם מדיה מינימלית לקצה המחט ולאחר מכן העבירו אותם למנתח לביצוע ההליך.
    הערה: מספר גושי התימוס תלוי בגודל הרקמה, בדרך כלל 2 גושים מספיקים כדי לקבל עכברים אנושיים.
  10. תן למנתח להכניס את המחט דרך הקצה הזנבי של קפסולת הכליה עד שמגיעים לקצה הדיסטלי (~2 מ"מ), עד לנקודה שבה המחט נראית לעין, אך היא אינה פורצת את הצד הגולגולתי של קפסולת הכליה. תן לעוזר לצלול את המזרק.
  11. הנח את הכליה, יחד עם כל שומן חשוף, בחזרה לצפק. יש להניח תפר נספג אחד (מידה 4) ולסגור את החתך השטחי עם דבק וטרינר.
  12. לאחר הניתוח, יש לתת מנה של התרופה לשיכוך כאבים, 25 מיקרוליטר של בופרנורפין בשחרור מושהה (1 מ"ג/מ"ל) באמצעות הזרקה תת עורית (1 מ"ג/ק"ג).
  13. בדוק שהעכברים מתחילים להתאושש תוך 5 דקות לאחר הניתוח.
  14. בין הכלובים יש להחליף את הכפפות ולעקר את המכשירים במעקר חרוזי זכוכית.
  15. בין 1-3 שעות לאחר הניתוח, יש להזריק 100 מיקרוליטר של תאי CD34+ אנושיים (כ-100,000 תאים) לעכבר על ידי הזרקה תוך ורידית (IV).
  16. ערכו בדיקת בריאות כללית לעכברים לאחר סיום הניתוח (בדרך כלל שעתיים לאחר הכלוב הראשון), ולאחר מכן 24 שעות ו-48 שעות לאחר מכן.
  17. אם יש חריגות כלשהן בנטייה או בסימנים חיוניים, עקוב אחר העכברים עוד יותר. לאחר שהם עברו את המחסומים הללו, עקוב אחר העכברים בצורה פחות קפדנית (2x-3x בשבוע).
  18. שבוע לאחר הניתוח, יש להזריק לעכברים 100 מיקרוליטר של ציטוקין אנושי AAV8 (IL-3, IL-7 ו-GM-CSF; 2 x 109 עותקי גנום/מ"ל).
  19. שבועיים לאחר הניתוח, בצע זריקות IM של הפלסמיד DNA Combo II.
    1. השתמש במכונת אלקטרופורציה לביצוע הזרקות IM של פלסמיד DNA Combo II: SCF, FLT3, CKIT ו-THPO. עבור כל עכבר, שלב 25 מיקרוליטר של SCF (2 מ"ג/מ"ל), 25 מיקרוליטר של THPO (2 מ"ג/מ"ל), 25 מיקרוליטר של FLT3 (2 מ"ג/מ"ל) ו-25 מיקרוליטר של CKIT (10 מ"ג/מ"ל).
    2. בצע הזרקה אחת לכל רגל אחורית, כלומר שתיים בסך הכל, עם 50 מיקרוליטר לכל רגל, ולאחר מכן אלקטרופורציה בכל אתר הזרקה.

תוצאות

לאחר ניתוח מוצלח וזריקות מתאימות לאחר הניתוח, ניתן לאשר התמיינות CD34+ באמצעות ציטומטריית זרימה. כ-8 שבועות לאחר הניתוח, עכברים מדממים כהכנה ל-FACS, וחוזרים על עצמם כל שבועיים עד להשגת סף ספציפי של תאי חיסון אנושיים כפי שתואר קודם לכן10. בקצרה, 100 מ"ל דם נאספו בצינורות איסוף דם מצופים בליתיום והפרין. לאחר ליזה של כדוריות דם אדומות באמצעות מאגר ליזה ACK, התאים נשטפו עם מאגר FACS (מי מלח עם פוספט, 2% FBS ו-0.1% נתרן אזיד) וצנטריפוגה. לאחר מכן כדור התא הושעה מחדש ב-100 מ"ל של מאגר FACS והודגרה עם פאנל של נוגדנים (CD45 נגד עכברים, CD45 נגד בני אדם, נגד CD3, נגד CD4, נגד CD8 ונגד CD20). כדי לזהות תאים חיים ומתים, התאים נצבעו ב-DAPI, והלימפוציטים גודרו על סמך הפרמטרים FSC-A ו-SSC-A. נוצר שער לבחירת התאים החיים ומתוכם התאים הבודדים. מאוכלוסיית הלימפוציטים הבודדים והחיים האלה, הבחנו תחילה בין האדם לתאי CD45+ של העכבר. תאי CD20+ ו-CD3+ זוהו מתאי CD45+ אנושיים, ולבסוף, תאי CD4+ ו-CD8+ זוהו מתאי CD3+ (תאי T). כדי לפרט, עכברי Hu מוכנים לשימוש עבור ניסויים אימונותרפיים כאשר הם מגיעים לסף של >25% HuCD45+ בסך הלימפוציטים ו->8%-10% CD8+ בתאי CD3+ אנושיים (איור 1). בשלבים המוקדמים של הבנייה מחדש, רמות CD20+ גבוהות, ורמות CD3+ נמוכות. ככל שהתאים מתרבים ומתחדשים עם הזמן, רמות CD20+ יורדות ככל שרמות CD3+ עולות. זה מתואם עם מתי בלוטת התימוס של העכבר, הטחול של העכבר וה-תימוס המושתל בקפסולת הכליה מאוכלסים מחדש בתאי מבשר לימפואידים אנושיים שעוברים התמיינות.

figure-results-1696
איור 1: ניתוח ציטומטריית זרימה של עכבר משוחזר. הניתוח מגודר כדי לבודד את אוכלוסיות התאים השונות, החל מאוכלוסיית הלימפוציטים הכוללת, ולאחר מכן להבחין בין תאים חיים, תאים בודדים ואוכלוסיות תאי גזע שונות עם תשומת לב ספציפית המוקדשת ל-CD45+ ו-CD8+ כדי לוודא קרבה לסף, כפי שדווח בעבר10. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

Discussion

כתב יד זה מתאר כאן יצירת עכברים מואנשים באמצעות תימוס עוברי אנושי שהושתל מתחת לקפסולת הכליה ולאחר מכן הזרקת CD34+ כדי ליצור מחדש מערכת חיסון אנושית.

בעוד שהפרוטוקול מתפקד כדי ליצור את המודל הטוב ביותר האפשרי, שלבים מסוימים חיוניים לכדאיות. לדוגמה, במהלך בידוד CD34+ , חיוני שמי שמסתכל דרך המיקרוסקופ יוכל לזהות תאי CD34+ . למרות שזה עשוי להיראות מיותר, מכונות ספירה אוטומטיות לא תמיד מזהות תאים אלה בשל המורפולוגיה שלהם, והמכונה עצמה עלולה לזהות בטעות את הפסולת כתאים חיוביים. לכן, חיוני לזהות תאים אלה באופן ידני. יתר על כן, חיוני לאשר כי התימוס באמת נכנס לקפסולת הכליה במהלך ניתוח השתלת כליה. ניתן לדמיין או למשש זאת: המנתח אמור להיות מסוגל להרגיש את חלקי התימוס נכנסים לכליה.

חשוב לציין, לתהליך יש כמה אזהרות שיכולות לקבוע את הצלחת המודל. הראשונה היא, יש להעריך את איכות רקמת העובר באופן פרטני כדי לקבוע אם התאים המבודדים עלולים להיות רעילים לעכבר. לדוגמא, רקמה בגיל מעל 20 שבועות נראית מוצקה יותר וחותכת בצורה מדויקת יותר במהלך ההכנה. בדרך כלל יש פחות השפלה. תכונות אלה הן אינדיקטורים כלליים לרקמת קליבר טובה יותר. אזהרה שנייה של הטכניקה נוגעת לכמות ואיכות תאי CD34+ ; מספר התאים המיוצרים משתנה ולעיתים עשוי שלא לספק מספיק לזריקות. במקרים אלה, ניתן לעקוף את הבעיה על ידי הזרקת תאים חד-גרעיניים בכבד שבודדו מוקדם יותר בפרוטוקול. שלישית, לאחר יישום מודל מוצלח, העכברים עשויים להתחיל לפתח מחלת השתל נגד המארח (GVH) בסביבות גיל 25 שבועות. בעוד שהמודל יכול להחזיק מעמד עד 30 שבועות, בסביבות 25 שבועות החוקרים צריכים לשים לב היטב לשינויים במראה העכברים בציון הגוף, אובדן שיער ומצוקה בפנים. סביב נקודה זו, יש תמיד להתייעץ עם הווטרינר המטפל, לקבוע את איכות החיים ולטפל בעכברים כפי שהוכתב או להמית חסד.

ההבדל העיקרי בין פרוטוקול זה למודלים אנושיים אחרים הוא השימוש בציטוקינים כדי לשפר את התפשטותם וייצובם של תאים המטופויאטיים תחילה ולאחר מכן לשפר את ההתמיינות של תאי החיסון. השפעות השימוש בציטוקינים מטופלות על ידי הרמות המוגברות של תאי CD45+ אנושיים במחזור הדם ההיקפי של העכבר ומסייעות בהתמיינות תאי T ותאי מיאלואיד בהשוואה לעכברים ללא ציטוקינים, כפי שדווח בעבר10.

לסיכום, המודל המתואר מספק לעכבר אנושי תוחלת חיים יציבה וסיכום תפקודי של תאי החיסון האנושיים. אחרים יכולים לשחזר את המודל במאמץ לחקור מספר עצום של שאלות הנוגעות לאימונותרפיה, מחקר ויראלי, רפואה רגנרטיבית ותחומים רבים מעבר להקשרים אלה.

Disclosures

המחברים מצהירים שאין ניגודי אינטרסים עם כתב היד הזה.

Acknowledgements

תודה ל-Wistar Flow-Cytometry, Molecular Screening, Vector Core ו-Animal Facility על תמיכתם. עבודה זו התאפשרה בתמיכת קרן המחקר הרפואי ע"ש ד"ר מרים ושלדון ג. אדלסון.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
ACK lysis bufferLife Technologies Corporation
BD MicrocontainerBDblood collection tubes
BusulfanSigmaB2635-25gIrradiating drug; light sensitive
CD34 MicrobeadsMiltenyi Biotec130-046-702antibody beads kit; stored at 4 °C
CKITAldevroncustomcytokine; stored at -20 °C
Collagenase/DispaseRoche Diagnostics11097113001Stored at 4 °C
FcR Blocking reagentMiltenyi Biotec130-046-702antibody beads kit; stored at 4 °C
Fetal tissue (liver and thymus)Advanced Bioscience ResourcesDelivered same day or overnight
FicollGE Healthcare17-1440-03Stored at room temperature
FLT3Aldevron125964cytokine; stored at -20 °C
ForcepsVariousVarious
Hamilton syringe needleVariousVarious22 G; 3 point; 2" length
HemostatsVariousVarious
MS columnsMiltenyi Biotec130-042-201magnetic separator
PBSGibco14190-136Stored at room temperature
PrimocinInvivogenamt-pm1antibiotic; stored at 4 °C
RPMICorning10-040-CMStored at 4 °C
SCFAldevron125962cytokine; stored at -20 °C
Surgical scissorsVariousVarious
THPOAldevron125963cytokine; stored at -20 °C
Tissue treated petri dishCorning430167
VetBond glue3M1469SBglue
Visorb sutureStoelting Co5046absorbable suture, size 4, 19 mm cutting

References

  1. Fujiwara, S. Humanized mice: A brief overview on their diverse applications in biomedical research. Journal of Cellular Physiology. 233 (4), 2889-2901 (2017).
  2. Singh, K. S., et al. IspH inhibitors kill Gram-negative bacteria and mobilize immune clearance. Nature. 589 (7843), 597-602 (2020).
  3. Thomas, T., et al. . High-throughput humanized mouse models for evaluation of HIV-1 therapeutics and pathogenesis. Methods in Molecular Biology. 1354, 221-235 (2016).
  4. Shultz, L. D., Ishikawa, F., Greiner, D. L. Humanized mice in translational biomedical research. Nature Reviews Immunology. 7 (2), 118-130 (2007).
  5. Walsh, N. C., et al. Humanized mouse models of clinical disease. Annual Review of Pathology: Mechanisms of Disease. 12 (1), 187-215 (2017).
  6. Rebecca, V. W., Somasundaram, R., Herlyn, M. Pre-clinical modeling of cutaneous melanoma. Nature Communications. 11 (1), (2020).
  7. Adigbli, G., et al. Humanization of immunodeficient animals for the modeling of transplantation, graft versus host disease, and regenerative medicine. Transplantation. 104 (11), 2290-2306 (2020).
  8. Akkina, R. Humanized mice for studying human immune responses and generating human monoclonal antibodies. Microbiology Spectrum. 2 (2), (2014).
  9. Wege, A. K., et al. IL-15 enhances the anti-tumor activity of trastuzumab against breast cancer cells but causes fatal side effects in humanized tumor mice (HTM). Oncotarget. 8 (2), 2731-2744 (2016).
  10. Somasundaram, R., et al. Tumor-infiltrating mast cells are associated with resistance to anti-PD-1 therapy. Nature Communications. 12 (1), (2021).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

CD34NOD scid IL2R nullAAV8PMV101 DNA

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved