该协议描述了一种提供口服联合抗逆转录病毒药物的新方法,该方法成功抑制人源化小鼠中的HIV-1 RNA复制。
人类免疫缺陷病毒(HIV-1)大流行继续在世界范围内有增无减地蔓延,目前还没有针对艾滋病毒的疫苗。虽然联合抗逆转录病毒疗法(cART)成功地抑制了病毒复制,但它不能完全根除艾滋病毒感染者的宿主。安全有效的HIV感染治愈策略需要多管齐下的方法,因此HIV-1感染动物模型的进步对于HIV治愈研究的发展至关重要。人源化小鼠概括了HIV-1感染的关键特征。人源化小鼠模型可以被HIV-1感染,并且可以通过cART方案控制病毒复制。此外,cART中断导致人源化小鼠的病毒迅速反弹。然而,对动物进行cART给药可能无效、困难或有毒,并且许多临床相关的cART方案无法得到最佳利用。除了对研究人员来说可能不安全之外,通过常用的强化日常注射程序施用cART还会通过动物的身体约束来引起压力。本文中描述的治疗HIV-1感染人源化小鼠的新型口服cART方法导致病毒血症抑制低于检测水平,增加CD4 +恢复率,并改善HIV-1感染人源化小鼠的整体健康状况。
慢性人类免疫缺陷病毒(HIV)感染者的预期寿命通过联合抗逆转录病毒治疗(cART)显著提高1,2。cART成功地减少了大多数HIV-1慢性感染参与者的HIV-1复制并将CD4 + T细胞计数提高到正常水平3,从而改善了整体健康状况并显着减少了疾病进展4。然而,即使在急性感染期间开始 ART 时,潜伏的 HIV-1 储库也会建立5,6,7。在 ART 期间,储库持续多年,并且 ART 中断后病毒快速反弹是有据可查的8,9。接受抗逆转录病毒治疗的艾滋病毒感染者也容易患心血管疾病、癌症和神经系统疾病等合并症的风险更高10,11,12。因此,需要一种功能性的HIV治疗方法。HIV-1感染的动物模型在开发和验证新的HIV治疗策略方面具有明显的优势13,14,15。人源化小鼠作为一种小动物模型,可以在不同组织中提供多谱系人免疫细胞重建,从而可以密切研究HIV感染16,17,18,19。在人源化模型中,人源化骨髓-肝脏-胸腺(BLT)模型成功地概括了慢性HIV-1感染以及人类对HIV-1感染的功能性免疫反应20,21,22,23,24。因此,人源化BLT小鼠模型已被广泛用于HIV研究领域的各个方面的研究。人源化BLT小鼠不仅是重现持续HIV-1感染和发病机制的成熟模型,也是评估基于细胞疗法的干预策略的重要工具。目前的作者和其他人已经证明,人源化BLT小鼠模型概括了持续的HIV-1感染和发病机制25,26,27,并提供了评估基于细胞疗法的干预策略的工具28,29,30,31,32,33。
cART方案由每天服用的抗逆转录病毒药物组合组成,可抑制HIV-1复制,以至于成功治疗的个体的病毒载量在长期内仍然无法检测到34。用临床相关的cART方案治疗HIV感染的人源化小鼠的结果类似于在HIV-1感染的ART治疗个体中观察到的结果22:HIV-1水平被抑制在检测限以下,并且cART的中断导致HIV复制从潜伏库反弹35。皮下注射(SC)27,36,37或腹膜内(IP)37,38,39是人源化小鼠cART治疗的常用途径。然而,每天密集的注射会通过身体约束给动物带来压力40。它也是劳动密集型的,并且由于在使用锐器时暴露于艾滋病毒而增加,因此对研究人员来说可能是不安全的。口服给药是模仿HIV-1感染者服用的cART药物的吸收、分布和排泄的理想选择。口服给药通常涉及定制且通常费力的程序,将抗逆转录病毒药物放入灭菌(由于小鼠的免疫缺陷而必需)食物24,37,41或水42,43,44,45,46中,这可能与许多抗逆转录病毒药物在化学上相容,也可能不相容,或者导致小鼠不容易吃或喝的东西(这会影响体内的剂量和药物水平)。这里提出的新型经口cART给药方法超越了以前的给药尝试,因为它与不同类型的抗逆转录病毒药物相容,安全性和易于制备和给药,以及减少每日注射引起的动物压力和焦虑。
富马酸替诺福韦二吡呋酯 (TDF)、艾维特拉韦 (ELV) 和拉替拉韦 (RAL) 是水溶性较差的药物。有趣的是,在高脂肪食物中观察到TDF的生物利用度增加,这表明脂肪食物对脂肪酶的竞争性抑制可能为TDF47提供一定的保护。因此,选择DietGel Boost杯代替普通啮齿动物食物作为交付方法,基于其适度的脂肪含量(每100克20.3克),与普通啮齿动物食物(每100克10克10克)和典型的小鼠高脂肪饮食(每100克40-60克)相比48。一杯的总重量为75克;因此,每个杯子将包含足够五只小鼠在3天内食用的食物量,因此也包含足够的药物。
本文开发了一种口服cART给药方法,用于HIV-1感染的人源化小鼠,方法是在高营养食物中结合三种抗逆转录病毒药物。与每日注射给药相比,口服给药更易于使用,限制给药频率,减少动物处理,最大限度地减少压力并提高安全性55。到目前为止,只有少数针对人源化小鼠24,37,41的研究使用含有粉碎ART药物的?…
The authors have nothing to disclose.
我们要感谢Romas Geleziunas博士和Jeff Murry博士以及吉利德的人们提供本研究中使用的抗逆转录病毒药物。这项工作由NCI 1R01CA239261-01(到厨房),NIH资助P30AI28697(加州大学洛杉矶分校CFAR病毒学核心,基因和细胞治疗核心,以及人源化小鼠核心),U19AI149504(PIs:Kitchen&Chen),CIRM DISC2-10748,NIDA R01DA-52841(到Zhen),NIAID R2120200174(PIs:Xie&Zhen),IRACDA K12 GM106996(Carrillo)。这项工作还得到了加州大学洛杉矶分校艾滋病研究所,詹姆斯·B·彭德尔顿慈善信托基金和麦卡锡家庭基金会的支持。
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 |