Umanizzato NOD/SCID/IL2rγ^null (hu-NSG) Mouse modello per studi di latenza e di replicazione dell'HIV

Perché stabilire idonei modelli animali di malattie umane è la chiave per trovare una cura, modelli animali appropriati sono stati a lungo perseguiti e migliorati nel tempo. Più ceppi di modelli murini immunocompromessi sono stati sviluppati che permettono l’attecchimento di cellule umane e/o tessuti e la successiva esecuzione di funzioni umanizzato^1,2. Tali modelli umanizzato del topo sono fondamentali per le indagini di malattie umane specifiche^3,4,5.

Sindrome da immunodeficienza acquisita (AIDS) derivando dall’infezione con il virus di immunodeficenza umana (HIV) è un esempio. Prima della creazione di modelli murini umanizzati, limitazioni etiche e tecniche confinati gli studi sugli animali preclinici di HIV/AIDS a primati non umani³. Tuttavia, le alte spese e requisiti per cure specialistiche per tale animale ostacolano gli studi di HIV/AIDS nel tipici ambiente accademico. HIV soprattutto infetta CD4 + T-cellule umane e impatta lo sviluppo e le risposte immunitarie di altre cellule immuni umane quali linfociti B, macrofagi e cellule dendritiche⁶; di conseguenza, piccoli modelli animali trapiantati con funzionale del sistema immunitario umani sono in forte domanda.

Una svolta è arrivata nel 1988, quando CB17 –scid topi con una mutazione di Prkdc^scid sono stati sviluppati e ha mostrati il riuscito engraftment del sistema immunitario umano¹. I risultati di mutazione Prkdc^scid nelle funzioni a cellula T e B difettosa e un sistema immunitario adattativo ablato in topi, consentendo l’attecchimento del periferico umano cellule mononucleari (PBMCs), cellule staminali ematopoietiche (HSCs), del sangue e tessuti ematopoietici fetali^7,8. Ciò nonostante, i bassi livelli di attecchimento sono osservati frequentemente in questo modello; le cause possibili sono 1) residua attività immunitaria innata modulata tramite natural killer (NK)-cellule e 2) il fase avanzata di sviluppo del mouse T – e B-cellule (permeabilità)⁵. Lo sviluppo successivo dei diabetici non obesi (NOD)-modello del toposcid raggiunto drammatico giù-regolamento dell’attività delle cellule NK; così, è in grado di supportare un livello superiore e attecchimento più sostenibile del sistema immunitario umano componenti⁹. Ad ulteriori sopprimere o ostacolare lo sviluppo dell’immunità innata, modelli di mouse tenendo troncamento o KO totale della interleuchina 2 recettore γ-catena (Il2rg) (NOD) – sfondo discid sono stati stabiliti. Il2rg, noto anche come comune citochina-recettore γ-catena, è una componente indispensabile di varie citochine recettori^10,11,12,13. Ceppi come cenno del capo. CG –Prkdc^scidIl2rg^tm1Wji (NSG) e NODShi.Cg –Prkdc^scidIl2rg^tm1Sug (NOG) presentare robusta rottura del mouse cytokine signaling e ablazione completa dello sviluppo della NK-cellula, in oltre a grave compromissione della risposta immunitaria adattativa^14,15,16.

Tre modelli di mouse umanizzato recanti un scid mutazione e Il2rg knockout sono frequentemente impiegati nella ricerca sull’HIV/AIDS: il modello di BLT (midollo osseo/fegato/timo), il modello PBL (leucociti di sangue periferico) e il modello SRC (SCID Repopulating cella) ³. the BLT modello viene creato tramite il trapianto chirurgico del fegato fetale umano e timo sotto la capsula del rene del mouse accompagnato con l’iniezione endovenosa del fegato fetale HSCs^3,17,18. Modello del topo BLT offre engraftment alta efficacia, sviluppo delle cellule ematopoietiche umane in tutte le stirpi e istituzione di un forte sistema immunitario umano; Inoltre, le cellule T sono istruite in un timo umano autologo e mostrano HLA-restricted risposte immunitarie^4,5,17,19. Tuttavia, il requisito per le procedure chirurgiche rimane il principale svantaggio del modello BLT. Modello del topo PBL è stabilito tramite l’iniezione endovenosa con cellule linfoidi periferiche umane. Il modello PBL offre convenienza e produce riuscito engraftment delle cellule T, ma la sua applicazione è limitata a causa della insufficiente della B-cellula ed engraftment delle cellule mieloidi, attecchimento basso livelli complessivi e l’insorgenza della malattia di grave dell’innesto – contro – ospite (GVHD)^{3 ,20}. Modello del topo SRC viene stabilito tramite iniezione di HSCs umano nel neonato o giovani adulti topi SCID. Si esibisce engraftment media efficienza superiori al 25% (valutato come sangue periferico CD45 percentuale) e supporta lo sviluppo di multiplo-stirpe di HSCs iniettato e l’elaborazione di un sistema immunitario umano innato. Tuttavia, la limitazione del modello SRC è che la risposta a cellula T è mouse H2-limitati invece umani HLA-restricted^14,21.

Modello del topo SRC è considerato un modello affidabile e facile per l’HIV/AIDS piccolo animali studi preclinici, esemplificato dal engraftment coerenza di un sistema immunitario umano e positivo sviluppo ematopoietico. Precedentemente abbiamo segnalato l’istituzione di un modello murino di NSG Hu-SRC-SCID (hu-NSG) e descritto la sua applicazione nella replicazione dell’HIV e latenza studi^22,23,24. Questo modello del topo di hu-NSG presenta alti livelli di homing di midollo osseo, suscettibilità all’infezione da HIV e ricapitolazione dell’infezione da HIV e patogenesi. Inoltre, il modello del mouse di hu-NSG risponde in modo appropriato alla terapia antiretrovirale combinatoria (carrello) e ricapitola il rebound virale del plasma al momento del ritiro del carrello, confermando l’istituzione di un HIV latenza serbatoio^{25,26 ,27}. Questo serbatoio di latenza di HIV è suffragato dalla produzione di replica-competente di virus HIV ex vivo indotta da umani CD4 + T-cellule isolate da topi infetti e carrello-trattati hu-NSG di riposo.

Qui, descriviamo il protocollo dettagliato per l’istituzione del modello del topo di hu-NSG dai topi NSG neonatali, incluse le procedure relazionate al trattamento dell’HIV infezione e carrello per lo sviluppo di latenza. Ci aspettiamo che questo protocollo per offrire una nuova serie di approcci in studi su animali per quanto riguarda l’HIV virologia, latenza e trattamento HIV.