Um modelo de Mouse quimérico fígado humano de hipercolesterolemia familiar usando hepatócitos de derivadas de células-tronco pluripotentes induzidas

Receptor da lipoproteína de baixa densidade (LDLR) capta o colesterol LDL (LDL-C) no sangue de modular a síntese de colesterol no fígado. Mutações no gene LDLR são a causa mais frequente de hipercolesterolemia familiar (FH)¹. As estatinas têm sido, tradicionalmente, a primeira linha de medicação para tratar a FH e outros tipos de hipercolesterolemia (herdada ou adquirida). As estatinas inibem a 3-hidroxi-3-metilglutaril-coenzima A redutase para reduzir a síntese de colesterol no fígado². Além disso, as estatinas aumentam os níveis de LDLR na superfície do hepatócito para promover plasma apuramento de LDL-C. No entanto, uma ressalva importante do tratamento com estatinas é que simultaneamente induzem a expressão de proprotein convertase subtilisina/hexin 9 (PCSK9), uma enzima que se liga ao LDLR para promover sua degradação³. Este efeito é responsável para a resposta insuficiente ou mesmo nula de estatinas observadas em muitos pacientes. Estudar este mecanismo, inesperadamente, levou à descoberta de uma forma alternativa para tratar a hipercolesterolemia. Anticorpos PCSK9 recentemente aprovados pela FDA estão sendo usados atualmente em ensaios clínicos e mostram maior eficácia e melhor tolerância do que as estatinas⁴. O sucesso de anticorpos PCSK9 implica também que pode haver outras possibilidades terapêuticas para modular a via de degradação de LDLR (além de PCSK9) em pacientes com hipercolesterolemia. Da mesma forma, não há interesse em desenvolver novos inibidores de PCSK9 diferente de anticorpos, por exemplo, siRNA oligos⁵.

Para testar novas terapias para FH e em geral qualquer outro tipo de hipercolesterolemia, modelos apropriados na vivo são necessários. Um grande problema do atual na vivo modelos, principalmente de ratos⁶ e⁷, de coelhos são suas diferenças fisiológicas com seres humanos. Crucialmente, esses problemas incluem um perfil metabólico diferente de lipídios. A geração de animais quimérico fígado humano⁸ pode ajudar a superar esta ressalva. O mouse quimérico fígado humano é um tipo de mouse “humanizado”, com seu fígado repovoado com hepatócitos humanos, por exemplo, de hepatócitos humanos primários (pHH)⁹. Um problema com poeira é que não podem ser expandidos ex vivo, rapidamente perdem sua função após o isolamento, e são uma fonte limitada. Uma alternativa a poeira é o uso de células-tronco pluripotentes induzidas (iPSC)-derivado de hepatócitos (iHeps)¹⁰. Nomeadamente, iPSCs são específicas do paciente e podem ser cultivadas indefinidamente, então iHeps podem ser produzidos sob demanda, que é uma vantagem significativa sobre pHH fresco. Além disso, iPSCs pode também ser facilmente alterado geneticamente com nucleases desenhador para corrigir ou introduzir mutações em um plano isogénicas para permitir mais fiel comparações¹¹.

Humano rato quimérico fígado com poeira engrafted mostrar semelhanças aos seres humanos no fígado perfis metabólicos, respostas de droga e susceptibilidade à hepatite vírus infecção¹². Isso os torna um bom modelo para estudar hiperlipidemia na vivo. Os modelos do rato mais utilizados baseiam-se o rato/Fah^{– / –}/Rag2^{– / –}/Il2rg^{– / –} (FRG)¹³ e a uPA rato transgénico⁸, em que até 95% do mouse o fígado pode ser substituído por poeira. Curiosamente, um relatório recente descreveu um humano FH fígado quimérico mouse (baseado no mouse FRG) com poeira de um paciente carregando um homozigoto para a mutação LDLR ¹⁴. Neste modelo, os hepatócitos humanos repovoados não tinham nenhum LDLR funcional, mas os hepatócitos de rato residual, reduzindo assim o utilitário para a realização na vivo testes de drogas que depender da via LDLR.

Aqui, nós relatamos um protocolo detalhado, baseado em nosso trabalho recentemente publicado¹⁵ para engrafting FH iHeps no fígado do rato/Ldlr^{– / –}/Rag2^{– / –}/Il2rg^{– / –} (LRG). Este rato quimérico fígado humano é útil para a modelagem de FH e realizando testes de droga in vivo.