Produzione di topi transgenici mediata lentivirali: un metodo semplice ed altamente efficiente per uno studio diretto dei fondatori

Il lavoro pionieristico di Gordon et nel 1980 hanno mostrato che dopo l’impianto in pseudopregnant topi, l’iniezione di DNA del plasmide nel maschio pronuclei di ovociti fecondati può produrre la produzione di animali transgenici che integrano la plasmide DNA¹. La dimostrazione che possono essere generati mammiferi transgenici ha avuto un enorme impatto sulle scienze della vita globale, aprendo la strada a nuovi campi di ricerca sia per le scienze di base e traslazionale scienze biomediche. Negli ultimi quattro decenni, microiniezione di DNA è diventata una pratica di routine. Anche se è stati prodotti un numero enorme di topi transgenici, il metodo standard non è pienamente utilizzabile per tutti i ceppi di topi e richiede molto tempo reincroci^2,3. Sua applicazione ad altre specie rimane impegnativo⁴ e il rendimento generale di integrazione del transgene è limitato a qualche percentuale di animali nati⁵. Inoltre, l’efficacia dell’integrazione del transgene rappresenta il fattore limitante che spiega la scarsa resa dei pronuclei iniezione di DNA. A questo proposito, vettori virali integranti sono gli strumenti più efficienti per carico e integrano transgeni e così potrebbero fornire nuovi mezzi per aumentare significativamente la resa di integrazione, l’unica limitazione è che la dimensione del transgene che non può superare i 10 kb⁶ .

Vettori lentivirali pseudo-tipizzati con la proteina di busta del Virus della stomatite vescicolare (VSV) sono strumenti di trasferimento del gene PANTROPICO e altamente integrativa e possono essere utilizzati per trasdurre ovociti fecondati⁷. La zona pellucida che circonda gli ovociti è una barriera naturale virus e deve essere passato per consentire di trasduzione con i vettori lentivirali. Gli animali transgenici sono stati generati da transducing ovociti fecondati dopo micro-foratura o la rimozione della zona pellucida^8,9. Tuttavia, iniezione sotto la zona pellucida nello spazio perivitellino sembra essere il metodo più semplice di trasdurre le uova fecondate come inizialmente descritto da Lois e colleghi⁷.

L’iniezione di perivitellino di vettori lentivirali permette rendimenti elevati nella produzione di animali transgenici che sono sopra il 70% degli animali nati. Tale rendimento è oltre 10 volte superiore rispetto al rendimento migliore che può essere raggiunto utilizzando standard pronuclei DNA iniezione^7,10,11. In questo contesto, una singola sessione di iniezioni genererà almeno 50 transgenici fondatori (F0). Il gran numero di fondatori è, pertanto, compatibile con fenotipizzazione del transgene effetto possono essere effettuata direttamente su F0 topi senza la necessità di generare linee di topi transgenici. Questo vantaggio permette per screening rapido dell’effetto del transgene ed è stato adattato da eseguire in vivo guadagno e la perdita della funzione studia in settimane. Inoltre, elementi regolatori del DNA possono anche essere rapidamente schermati per mappa esaltatori e DNA motivi vincolati dalla trascrizione fattori^11,12. Con iniezioni di pronuclei, transgeni integrano solitamente come più copie di un unico locus. Con vettori lentivirali, integrazione si verifica in luoghi multipli come una singola copia per locus^10,13. Pertanto, la molteplicità di loci integrati è probabilmente associati alla penetranza di altissima espressione osservata nei fondatori transgenici, che rende più robusto il nuovo modello generato.

Cosa importante, quando si utilizza pronuclei iniezione del DNA, visualizzazione dei pronuclei durante la procedura è assolutamente necessaria. Questa limitazione tecnica impedisce l’utilizzo di ovociti fecondati provenienti da una grande varietà di ceppi di topi. Di conseguenza, la produzione di un modello transgenico in uno specifico ceppo per cui pronuclei sono invisibili richiede la produzione di animali in un ceppo permissivo seguita da almeno 10 successive reincroci per trasferire il transgene nel topo desiderata ceppo. Con le iniezioni di vettore lentivirale, spazio perivitellino è sempre visibile e l’iniezione non richiede competenze altamente specifiche. Ad esempio, topi transgenici NOD/SCID che non sono appropriati per l’iniezione di pronuclei sono stati ottenuti con il vettore virale iniezioni¹⁴.

Qui, un protocollo completo viene visualizzato per consentire la semplice produzione di topi transgenici con iniezioni di vettore lentivirale nello spazio perivitellino di un embrione di fase di una cella. Controllata sia con l’espressione del transgene onnipresente o promotori specifici delle cellule è descritto in dettaglio.

La spina dorsale di vettori lentivirali di ΔU3 pTrip è stata utilizzata in questo studio¹⁵. Questo vettore permette per la produzione di vettori lentivirali difettoso di replica in cui la sequenza di U3 è stato parzialmente eliminata per rimuovere l’attività del promotore U3 e generare un self-inattivazione di vettore (SIN)¹⁶. Scorte di vettore lentivirale sono state prodotte da transitori di transfezione delle cellule HEK 293T con il p8.91 incapsulamento plasmide (ΔVpr ΔVif ΔVpu ΔNef)⁶, pHCMV-G codifica la stomatite vescicolare (VSV) virus glicoproteina-G¹⁷e il ΔU3 di pTRIP vettore ricombinante. La procedura dettagliata di produzione viene fornita come metodi supplementari.

Produzione delle scorte di vettore lentivirale alto titolo viene eseguita in condizioni di biosicurezza livello II (BSL-2). Questo è vero per la maggior parte dei transgeni ad eccezione di oncogeni che devono essere prodotti in BSL-3. Di conseguenza, la produzione in condizioni di BSL-2 per la maggior parte dei casi è sufficiente. Inoltre, l’uso e la produzione sono solitamente disconnesso per la maggior parte delle agenzie di regolamentazione nazionale, a che fare con organismi geneticamente modificati (OGM). Quantità limitate di vettori lentivirali di peccato incompetenti di replica (sotto 2 µ g di proteina del capside p24) può essere utilizzato in condizioni di BSL-1 come descritto dall’Agenzia francese OGM in accordo con le raccomandazioni dell’Unione europea.