يصف هذا البروتوكول طريقة جديدة لتوصيل الأدوية المضادة للفيروسات القهقرية عن طريق الفم التي نجحت في قمع تكرار الحمض النووي الريبي لفيروس نقص المناعة البشرية -1 في الفئران المتوافقة مع البشر.
تستمر جائحة فيروس نقص المناعة البشرية (HIV-1) في الانتشار بلا هوادة في جميع أنحاء العالم ، ولا يوجد حاليا لقاح متاح ضد فيروس نقص المناعة البشرية. على الرغم من أن العلاج التوليفي المضاد للفيروسات القهقرية (cART) قد نجح في قمع تكاثر الفيروس ، إلا أنه لا يمكن القضاء تماما على المستودع من الأفراد المصابين بفيروس نقص المناعة البشرية. ستتطلب استراتيجية العلاج الآمنة والفعالة لعدوى فيروس نقص المناعة البشرية طرقا متعددة الجوانب ، وبالتالي فإن التقدم في النماذج الحيوانية لعدوى فيروس العوز المناعي البشري -1 أمر محوري لتطوير أبحاث علاج فيروس نقص المناعة البشرية. تلخص الفئران المتوافقة مع البشر السمات الرئيسية لعدوى فيروس العوز المناعي البشري -1. يمكن أن يصاب نموذج الفأر المتوافق مع البشر بفيروس نقص المناعة البشرية -1 ويمكن التحكم في تكاثر الفيروس باستخدام أنظمة cART. علاوة على ذلك ، يؤدي انقطاع cART إلى انتعاش فيروسي سريع في الفئران المتوافقة مع البشر. ومع ذلك ، يمكن أن يكون إعطاء cART للحيوان غير فعال أو صعب أو سام ، والعديد من أنظمة cART ذات الصلة سريريا لا يمكن استخدامها على النحو الأمثل. إلى جانب كونها غير آمنة للباحثين ، فإن إعطاء cART عن طريق إجراء حقن يومي مكثف شائع الاستخدام يؤدي إلى الإجهاد عن طريق التقييد البدني للحيوان. أدت طريقة cART الفموية الجديدة لعلاج الفئران البشرية المصابة بفيروس العوز المناعي البشري -1 الموصوفة في هذه المقالة إلى قمع viremia دون مستوى الكشف ، وزيادة معدل استعادة CD4 + ، وتحسين الصحة العامة في الفئران المصابة بفيروس نقص المناعة البشرية -1.
تحسن العمر المتوقع للأفراد المصابين بفيروس العوز المناعي البشري المزمن (HIV) تحسنا كبيرا مع العلاج التوليفي المضاد للفيروسات القهقرية (cART)1,2. نجح cART في تقليل تكاثر فيروس العوز المناعي البشري -1 وزيادة عدد الخلايا التائية CD4 + إلى وضعها الطبيعي في غالبية المشاركين المصابين بفيروس العوز المناعي البشري -1 المصابين بعدوى مزمنة3 ، مما يؤدي إلى تحسين الصحة العامة وتقليل تطور المرضبشكل كبير 4. ومع ذلك، يتم إنشاء المستودع الكامن لفيروس العوز المناعي البشري-1 حتى عندما يبدأ العلاج المضاد للفيروسات القهقرية أثناء العدوى الحادة 5,6,7. تستمر الخزانات على مدى سنوات خلال العلاج المضاد للفيروسات القهقرية والانتعاش الفيروسي السريع بعد انقطاع العلاج المضاد للفيروسات القهقريةموثق جيدا 8,9. الأشخاص المصابون بفيروس نقص المناعة البشرية على العلاج المضاد للفيروسات القهقرية معرضون أيضا لخطر أكبر للإصابة بأمراض مصاحبة مثل أمراض القلب والأوعية الدموية والسرطان والاضطرابات العصبية10،11،12. لذلك ، هناك حاجة إلى علاج وظيفي لفيروس نقص المناعة البشرية. تقدم النماذج الحيوانية لعدوى HIV-1 مزايا واضحة في تطوير والتحقق من صحة استراتيجيات علاج فيروس نقص المناعة البشرية الجديدة13،14،15. يمكن للفئران المتوافقة مع البشر ، كنموذج حيواني صغير ، أن توفر إعادة تكوين الخلايا المناعية البشرية متعددة السلالات في الأنسجة المختلفة ، مما يسمح بالدراسة الدقيقة لعدوى فيروس نقص المناعة البشرية16،17،18،19. من بين النماذج المتوافقة مع البشر ، نجح نموذج نخاع العظم والكبد والغدة الصعترية (BLT) في تلخيص عدوى فيروس العوز المناعي البشري -1 المزمنة بالإضافة إلى الاستجابات المناعية البشرية الوظيفية لعدوى فيروس نقص المناعة البشرية -120،21،22،23،24. لذلك ، تم استخدام نموذج الماوس BLT المتوافق مع البشر على نطاق واسع للتحقيق في جوانب مختلفة في مجال أبحاث فيروس نقص المناعة البشرية. فئران BLT المتوافقة مع البشر ليست فقط نماذج راسخة لتلخيص عدوى HIV-1 المستمرة والتسبب في المرض ، ولكنها أيضا أدوات تبعية لتقييم استراتيجيات التدخل القائمة على العلاج الخلوي. أظهر المؤلفون الحاليون وغيرهم أن نموذج الفئران BLT المتوافق مع البشر يلخص عدوى فيروس العوز المناعي البشري -1 المستمرة والتسببفي 25،26،27 ويوفر أدوات لتقييم استراتيجيات التدخل القائمة على العلاج الخلوي 28،29،30،31،32،33.
تعمل أنظمة cART المكونة من مجموعات من الأدوية المضادة للفيروسات القهقرية التي يتم تناولها يوميا على قمع تكاثر فيروس العوز المناعي البشري -1 لدرجة أن الحمل الفيروسي في الأفراد الذين عولجوا بنجاح لا يزال غير قابل للكشف على المدى الطويل34. تشبه نتائج علاج الفئران المصابة بفيروس العوز المناعي البشري المصابة بفيروس العوز المناعي البشري بنظم cART ذات الصلة سريريا تلك التي لوحظت في الأفراد المصابين بفيروس العوز المناعي البشري -1 الذين عولجوا بمضادات الفيروسات القهقرية22: يتم قمع مستويات فيروس العوز المناعي البشري -1 دون حدود الكشف وانقطاع نتائج cART في انتعاش تكاثر فيروس العوز المناعي البشري من الخزان الكامن35. الحقن تحت الجلد (SC) 27،36،37 أو داخل الصفاق (IP) 37،38،39 هو الطريق الذي يشيع استخدامه لعلاج cART في الفئران المتوافقة مع البشر. ومع ذلك ، فإن الحقن اليومي المكثف يؤدي إلى إجهاد الحيوانات عن طريق ضبط النفس البدني40. كما أنها كثيفة العمالة ويحتمل أن تكون غير آمنة للباحثين بسبب زيادة التعرض لفيروس نقص المناعة البشرية أثناء استخدام الأدوات الحادة. يعتبر الإعطاء عن طريق الفم مثاليا لتقليد امتصاص وتوزيع وإفراز أدوية cART التي يتناولها الأفراد المصابون بفيروس نقص المناعة البشرية -1. عادة ما يتضمن الإعطاء عن طريق الفم إجراءات مخصصة وغالبا ما تكون شاقة لوضع الأدوية المضادة للفيروسات القهقرية في طعام معقم (ضروري بسبب نقص المناعة لدى الفئران)24،37،41 أو الماء42،43،44،45،46 ، والتي قد تكون أو لا تكون متوافقة كيميائيا مع العديد من الأدوية المضادة للفيروسات القهقرية ، أو تؤدي إلى شيء لا تأكله الفئران أو تشربه بسهولة (مما قد يؤثر على مستويات الجرعة والدواء في الجسم). وتتجاوز الطريقة الجديدة لإدارة العلاج المضاد للفيروسات القهقرية المقترحة هنا محاولات التسليم السابقة بسبب توافقها مع أنواع مختلفة من الأدوية المضادة للفيروسات القهقرية، والسلامة وسهولة التحضير والإدارة، والحد من إجهاد الحيوانات والقلق الناتج عن الحقن اليومي.
تينوفوفير ديسوبروكسيل فومارات (TDF) ، إلفيتيغرافير (ELV) ، ورالتيغرافير (RAL) هي أدوية ضعيفة الذوبان في الماء. ومن المثير للاهتمام ، لوحظ زيادة التوافر البيولوجي ل TDF مع الأطعمة الدهنية ، مما يشير إلى أن التثبيط التنافسي للليباز بواسطة الأطعمة الدهنية قد يوفر حماية معينة ل TDF47. لذلك ، تم اختيار أكواب DietGel Boost لتحل محل طعام القوارض العادي كطريقة للتسليم بناء على محتواها المتواضع من الدهون (20.3 جم لكل 100 جم) مقارنة بطعام القوارض العادي (10 جم لكل 100 جم) والنظام الغذائي النموذجي عالي الدهون للفأر (40-60 جم لكل 100 جم)48. الوزن الإجمالي لكوب واحد هو 75 غرام ؛ وبالتالي ، سيحتوي كل كوب على كمية الطعام ، وبالتالي الدواء ، بما يكفي لخمسة فئران على مدار 3 أيام.
تم تطوير طريقة إعطاء cART عن طريق الفم هنا للفئران المصابة بفيروس نقص المناعة البشرية -1 من خلال الجمع بين ثلاثة أدوية مضادة للفيروسات القهقرية داخل أغذية عالية المغذيات. بالمقارنة مع الإعطاء عن طريق الحقن اليومية ، فإن التسليم عن طريق الفم أسهل في الاستخدام ، ويحد من تكرار الإدارة ، ويقلل م?…
The authors have nothing to disclose.
نود أن نشكر الدكتور روماس غيليزيوناس وجيف موري والأشخاص في غيلياد على توفير الأدوية المضادة للفيروسات القهقرية المستخدمة في هذه الدراسة. تم تمويل هذا العمل من قبل NCI 1R01CA239261-01 (إلى المطبخ) ، ومنح المعاهد الوطنية للصحة P30AI28697 (UCLA CFAR Virology Core ، و Gene and Cell Therapy Core ، و Humanized Mouse Core) ، U19AI149504 (PIs: Kitchen & Chen) ، CIRM DISC2-10748 ، NIDA R01DA-52841 (to Zhen) ، NIAID R2120200174 (PIs: Xie & Zhen) ، IRACDA K12 GM106996 (Carrillo). تم دعم هذا العمل أيضا من قبل معهد الإيدز بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ، وصندوق جيمس ب. بندلتون الخيري ، ومؤسسة عائلة مكارثي.
60 mm petri dish | Thermo Scientific Nunc | 150288 | For aliquoting ART food |
APC anti-human CD8 Antibody | Biolegend | 344722 | For flow cytometry |
BD LSRFortessa | BD biosciences | For flow data collection | |
CD34 microbeads | Miltenyi Biotec | 130-046-702 | For NSG-BLT mice generation |
Centrifuge tubes | Falcon | 14-432-22 | For dissolving ART |
DietGel Boost | ClearH2O | 72-04-5022 | For making ART food |
Elvitegravir | Gilead | Gifted from Gilead | |
Emtricitabine | Gilead | Gifted from Gilead | |
FITC anti-human CD3 Antibody | Biolegend | 317306 | For flow cytometry |
Flowjo software | FlowJo | For flow cytometry data analysis | |
HIV-1 forward primer: 5′-CAATGGCAGCAATTTCACCA-3′; | IDT | Customized | For viral load RT-PCR |
HIV-1 probe: 5′-[6-FAM]CCCACCAACAGGCGGCCT TAACTG [Tamra-Q]-3′; |
IDT | Customized | For viral load RT-PCR |
HIV-1 reverse primer: 5′-GAATGCCAAATTCCTGCTTGA-3′; | IDT | Customized | For viral load RT-PCR |
Human fetal tissue | Advanced Bioscience Resources, Inc | ||
Mice, strain NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ | The Jackson Laboratory | 5557 | For constructing the humanized mice |
Pacific Blue anti-human CD45 | Biolegend | 304022 | For flow cytometry |
PerCP anti-human CD4 Antibody | Biolegend | 300528 | For flow cytometry |
QIAamp Viral RNA Kits | Qiagen | 52904 | For measuring viral load |
Raltegravir | Merck | Gifted from Merck | |
Sterile cell scrapers | Thermo Scientific | 179693 | For aliquoting ART food |
TaqMan RNA-To-Ct 1-Step Kit | Applied Biosystems | 4392653 | For plasma viral load detection |
Tenofovir disoproxil fumarate | Gilead | Gifted from Gilead | |
Trimethoprim-Sulfamethoxazole | Pharmaceutical Associates | NDC 0121-0854-16 | For keeping ART food sterile. Each 5mL teaspoon contains 200 mg Sulfamethoxazole, USP 40 mg Trimethoprim, USP NMT 0.5% Alcohol |