Summary

Indução de Intestinal enxerto versus doença-- host e sua avaliação endoscópica-Mini em ratos ao vivo

Published: February 11, 2019
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Summary

Aqui, apresentamos um protocolo que descreve o transplante de células-tronco hematopoéticas alogênico e permite repetitivas avaliações miniendoscópica do cólon distal in situ para a presença, as características e gravidade da inflamação do cólon dentro ao vivo ratos sofrem intestinal enxerto versus doença– host.

Abstract

Aguda enxerto doença contra o hospedeiro (GvHD) representa a complicação mais grave que pacientes submetidos anteriormente a cara (allo-HCT) de transplante de células-tronco hematopoéticas alogênico e frequentemente está associada com um resultado clínico ruim. Quando, por exemplo, GvHD manifestações da pele são geralmente responsivos às terapias imune-supressora estabelecidas e, portanto, não vai levar um curso fatal, a presença e a intensidade da GvHD intestinal, especialmente das partes meados-de-inferior do intestino, influenciar fortemente o resultado e geral sobrevida de pacientes com aguda DECH. opções terapêuticas são essencialmente limitados aos agentes imune-supressora clássicos rendendo apenas moderados efeitos atenuantes a doença. Portanto, conhecimento detalhado sobre a cascata imune do tecido-residente, alterações na microbiota intestinal, e a resposta do estroma anterior, em cima e depois do aparecimento de GvHD intestinal são urgentemente necessários para compreender os eventos e os mecanismos subjacentes a patogênese e desenvolver opções terapêuticas inovadoras. Modelos murino de GvHD são frequentemente empregados para identificar e avaliar funcionalmente moléculas e vias de condução presumidamente GvHD intestinal. No entanto, meios especificamente monitorar e avaliar a inflamação intestinal ao longo do tempo são essencialmente falta desde que escores estabelecidos para avaliar e corrigir GvHD aguda rotineiramente são compostos de vários parâmetros que melhor reflectem GvHD sistêmica manifestações. A avaliação detalhada da GvHD intestinal foi restringida aos estudos usando ratos sacrificados, excluindo, assim, essencialmente longitudinal (i.e., cinética) análises do compartimento do cólon sob uma determinada condição experimental (por exemplo, anticorpo mediada bloqueio de uma citocina proinflammatory) em camundongos ao vivo (i.e., na vivo). A avaliação in situ miniendoscópica do cólon distal dos ratos allo-HCT-tratada aqui descrito permite um) uma detalhada avaliação macroscópica dos diferentes aspectos da inflamação intestinal e b) a opção para coletar amostras de tecido para análises a jusante no vários pontos de tempo ao longo do período de observação. Em geral, a abordagem endoscópica-mini fornece um grande avanço na monitorização não invasiva pré-clínica e avaliação de GvHD intestinal.

Introduction

Malignidades hematopoiéticas directamente decorrentes do compartimento de células-tronco hematopoiéticas e descontrolada, progredindo rapidamente e distúrbios graves de imune-mediada são frequentemente indicações para executar allo-HCT1,2. No entanto, apesar de contabilidade para a ocorrência da resposta enxerto-versus-tumor prognóstica benéfica, linfócitos do doador são frequentemente induzindo e promovendo um ataque imune-mediada indesejado de componentes de tecido saudável dentro do destinatário allo-HCT , um processo que é chamado de doença do enxerto – versus – hospedeiro3. Manifestações no intestino, o so-called GvHD intestinal, representam a mais temida complicação da DECH aguda, formas graves de que são rotineiramente associadas com uma elevada taxa de mortalidade1,2,4.

Modelos globais, murino de allo-HCT têm emergido como inestimáveis ferramentas para identificar e estudar mecanismos imune-mediada subjacentes a patogênese da GvHD5. No entanto, avaliação cinética de, por exemplo, efeitos benéficos do romance intervenções terapêuticas ao longo do tempo em ratos vivos rotineiramente baseia a determinação da GvHD clínico pontuações6. Enquanto essas pontuações são adequadas para refletir, por exemplo, a carga doença global (ou seja, a DECH sistêmica), clínica marca falta a sensibilidade para espelhar confiantemente manifestações específicas do órgão (por exemplo,, no intestino). Portanto, as conclusões, por exemplo no que diz respeito a efeitos de intestino-protetor de uma determinada intervenção terapêutica, que se baseiam estes sistemas de pontuação, geralmente deixam a desejar.

Apesar dos grandes avanços através da invenção de novela todo o corpo de imagem modalidades em combinação com o uso de qualquer rato genética bioluminescentes ou fluorescente modelos7,8, metodologias para diretamente e especificamente avaliar o intestinal manifestação da DECH em ratos vivos estão faltando. Portanto, a lógica por trás do protocolo da avaliação endoscópica do fenótipo intestinal GvHD descrito na próxima seção é para ultrapassar este obstáculo. Além disso, a motivação também é reduzir o número de ratos experimentais desde que, até agora, uma avaliação detalhada das características morfológicas, celulares e moleculares (por exemplo,, por histopatologia ou biologia molecular) de GvHD intestinal manifestação em última análise, é exigido o sacrifício do mouse experimental.

Nossa instituição tem relatado anteriormente na metodologia de uma miniendoscópica avaliação das manifestações do cólon, no curso de modelos de colite syngeneic9. No protocolo apresentado aqui, nós temos refinado e adaptado a polictomia matriz de Pontuação para colite alloresponse-conduzido em camundongos ao vivo com GvHD intestinal após transplante de alloreactive linfócitos HCT e doador em uma classe de MHC eu totalmente incompatíveis configuração . Identificamos quatro parâmetros adequados para refletir intestinais lesões do cólon DECH-relacionados. Além disso, nós estabelecemos um sistema que permite uma classificação aperfeiçoá-lo de qualquer determinante único, resultando em uma nova partitura que prontamente informa o leitor sobre a gravidade da GvHD intestinal presente em um determinado do mouse em um ponto determinado do tempo. Análises histopatológicas confirmaram que um escore endoscópico acima de um determinado limiar confiantemente está prevendo a inflamação do tecido de grau moderado a alto. Portanto, avaliação endoscópica-mini parece representar um substituto do trabalho para a Histopatologia do padrão-ouro que rotineiramente exige o sacrifício dos ratos experimentais. Importante, este protocolo pode ser aplicado em praticamente qualquer ponto de tempo determinado e pode ser usado várias vezes durante o curso da doença10,11. Além disso, em contraste com o uso de abordagens de bioluminescência-dependente, não do trabalho intenso e demoradas como intercrossing geneticamente modificados ratos são necessárias medidas e, portanto, a metodologia pode ser aplicada em praticamente qualquer linha de rato de interesse.

Tomados em conjunto, do ponto de vista clínico prejudicial de allo-HCT os pacientes com DECH intestinal grave, rápidos progressos científicos e mais insight sobre os mecanismos moleculares subjacentes a patogênese imunológica são urgentemente necessários. Da mesma forma, considerações importantes, éticas exigem que o ganho de conhecimento deve ser alcançado com o uso do número mínimo de ratos experimentais. Portanto, ambos reconhecidos créditos sobre a comunidade de pesquisa explorando GvHD intestinal podem ser avançados implementando seriais avaliações miniendoscópica do cólon na cadeia de trabalho experimental para monitorar e grau GvHD intestinal no rato experimental ao vivo modelos, como descrito e validados no protocolo aqui apresentado.

Protocol

Os métodos experimentais descritos aqui foram aprovados pelo governo de Mittelfranken, estado de Baviera, Alemanha. 1. DECH indução Dia 0: Irradiação de corpo Total dos ratos destinatários Usar o feminino CD45.2+ H2kd+ BALB/c ratos que são pelo menos 10 semanas de idade como destinatários. Pesar e registar o peso dos ratos destinatários antes da indução da DECH.Nota: Certifique-se de que o des…

Representative Results

O protocolo atual, descrevendo a avaliação miniendoscópica de lesões intestinais de DECH-associado do cólon distal, foi estabelecido e validado em ratos previamente submetidos a indução sistêmica de um modelo de DECH aguda grave. Neste estudo, usamos uma classe de MHC eu totalmente incompatíveis sistema modelo no qual BALB/c ratos foram letalmente irradiados, seguido pelo transplante de medula óssea alogênico de T-celular-esgotada e pela administração da DECH-induzindo allore…

Discussion

O protocolo descreve a metodologia de indução e miniendoscópica avaliação do fenótipo do cólon observada no decurso de GvHD intestinal. Serve o propósito maior de permitir aos cientistas estudar GvHD intestinal longitudinalmente e de forma não invasiva, ao longo de toda doença (ou seja, desde o início da manifestação do cólon e progressão até a atividade da doença máxima).

No entanto, existem alguns passos críticos e importantes limitações inerentes aos métodos de apresen…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este estudo foi suportado pelo Collaborative Research centros CRC () 221 (CRC/TR221-DFG, #324392634; projeto B03) (para KH) e CRC 1181 (CRC-DFG, projeto B05) (para KH), ambos financiados pela Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, alemão Research Foundation).

Materials

BIOBEAM 2000 Gamma Irradiator Gamma-Service Meical GmbH
Phosphate-buffered saline (PBS ) Sigma-Aldrich Co. LLC. D8662-6x500ML
Semken Forceps (lenght: 13 cm; serrated, curved tips) Fine Science Tools 11009-13
Hardened Fine Scissors (lenght: 8,5 cm; straight tips; cutting edge: 24 mm) Fine Science Tools 14090-09
RPMI-1640 Medium Sigma-Aldrich Co. LLC. R8758-500ML 
Hypodermic needle (26G) B. Braun Melsungen AG 4657683
1 mL syring B. Braun Melsungen AG 9166017V
50 mL tube Sarstedt Ag & Co.KG 62,547,254
Cell strainer with a 40 µm mesh screen BD Falcon 352340
Ammonium chloride (NH4Cl) Sigma-Aldrich Co. LLC. 11209 ingredient of ACK lysing buffer
Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dihydrate (Na2EDTA) Carl Roth GmbH & Co.KG 8043.2 ingredient of ACK lysing buffer
Potassium bicarbonate (KHCO3) Merck KGaA 1,048,540,500 ingredient of ACK lysing buffer
CD90.2 MicroBeads, mouse Miltenyi Biotec GmbH 130-049-101 magnet cell separation to isolate T cell-depleted bone marrow cells
Pan T Cell Isolation Kit II, mouse Miltenyi Biotec GmbH 130-095-130 magnet cell separation to isolate splenic T cells
Alexa Fluor 700 anti-mouse CD45.2 Antibody (clone: 104; lot: B252126; RRID: AB_493731) Biolegend 109822
Pacific Blue anti-mouse CD3 Antibody (clone: 17A2; lot: B227246; RRID: AB_493645) Biolegend 100214
FITC anti-mouse CD4 Antibody (clone: GK1.5; lot: B225057; RRID: AB_312691) Biolegend 100406
PE/Cy7 anti-mouse CD45.1 Antibody (clone: A20; lot: B217246; RRID: AB_1134168) Biolegend 110730
APC/Cy7 anti-mouse CD8a Antibody (clone: 53-6.7, lot: B247008; RRID: AB_312753) Biolegend 100714
Filtrated bovine serum  Pan Biotec P40-47500 ingredient of FACS buffer 
96-well polystyrene V-bottom plates Greiner Bio-One 651201
Polystyrene Round-Bottom Tube (5 mL) Falcon 352052
BD LSRFortessa II flow cytometer BD Bioscience Co.
Insulin syringe with sterile interior (30G) BD 324826
Oxy Vet Oxymat 3 Eickemeyer oxygen concentrator  for anesthesia
NarkoVet  Eickemeyer 213062
Plexiglass chamber  Eickemeyer 214620
Straight Forward Telescope KARL STORZ SE &Co KG 64301 AA part of the experimental setup for colonoscopy
Protection and Examination Sheath KARL STORZ SE &Co KG 61029 C part of the experimental setup for colonoscopy
Examination Sheath with working channel KARL STORZ SE &Co KG 61029 D part of the experimental setup for colonoscopy
Biopsy Forceps KARL STORZ SE &Co KG 61071 ZJ  part of the experimental setup for colonoscopy
 175 Watt SCB XenonLight Source KARL STORZ SE &Co KG 20132120 part of the experimental setup for colonoscopy
Fiber Optic Light Cable KARL STORZ SE &Co KG 495 NL part of the experimental setup for colonoscopy
Image 1 S3 Camera Head KARL STORZ SE &Co KG 22220030 part of the experimental setup for colonoscopy
Image 1 SCB Camera Control Unit KARL STORZ SE &Co KG 22200020 part of the experimental setup for colonoscopy
LCD monitor Olympus OEV181H part of the experimental setup for colonoscopy
Forane / Isofluran AbbVie Inc.  B506
Formaldehyde solution 37 % Carl Roth GmbH & Co.KG 7398.1
5,0 mL Dispenser tip  Eppendorf AG 30089456

Referenzen

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Diesen Artikel zitieren
Buchele, V., Büttner-Herold, M., Vogler, T., Neurath, M. F., Hildner, K. Induction of Intestinal Graft-versus-host Disease and Its Mini-endoscopic Assessment in Live Mice. J. Vis. Exp. (144), e58871, doi:10.3791/58871 (2019).

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