Bu protokol, insanlaştırılmış farelerde HIV-1 RNA replikasyonunu başarılı bir şekilde baskılayan oral kombinasyonel antiretroviral ilaçlar vermek için yeni bir yöntemi açıklamaktadır.
İnsan immün yetmezlik virüsü (HIV-1) pandemisi dünya çapında hız kesmeden yayılmaya devam etmektedir ve şu anda HIV’e karşı bir aşı bulunmamaktadır. Kombinasyonel antiretroviral tedavi (cART) viral replikasyonu baskılamada başarılı olmasına rağmen, rezervuarı HIV ile enfekte bireylerden tamamen yok edemez. HIV enfeksiyonu için güvenli ve etkili bir tedavi stratejisi çok yönlü yöntemler gerektirecektir ve bu nedenle HIV-1 enfeksiyonu için hayvan modellerinin ilerlemesi HIV tedavi araştırmalarının geliştirilmesi için çok önemlidir. İnsanlaştırılmış fareler, HIV-1 enfeksiyonunun temel özelliklerini özetler. İnsanlaştırılmış fare modeli HIV-1 ile enfekte olabilir ve viral replikasyon cART rejimleri ile kontrol edilebilir. Dahası, cART kesintisi, insanlaştırılmış farelerde hızlı bir viral geri tepme ile sonuçlanır. Bununla birlikte, cART’nin hayvana uygulanması etkisiz, zor veya toksik olabilir ve klinik olarak ilgili birçok cART rejimi en uygun şekilde kullanılamaz. Araştırmacılar için potansiyel olarak güvensiz olmasının yanı sıra, cART’nin yaygın olarak kullanılan yoğun bir günlük enjeksiyon prosedürü ile uygulanması, hayvanın fiziksel olarak kısıtlanmasıyla strese neden olur. Bu makalede açıklanan HIV-1 ile enfekte olmuş insanlaştırılmış fareleri tedavi etmek için yeni oral cART yöntemi, vireminin tespit seviyesinin altında baskılanmasına, CD4 + restorasyon oranının artmasına ve HIV-1 ile enfekte olmuş insanlaştırılmış farelerde genel sağlığın iyileşmesine neden olmuştur.
Kronik insan immün yetmezlik virüsü (HIV) ile enfekte bireylerin yaşam beklentisi, kombinasyonel antiretroviral tedavi (cART) ile anlamlı derecede iyileşmiştir1,2. cART, HIV-1 replikasyonunu başarılı bir şekilde azaltır ve kronik olarak enfekte olmuş katılımcıların çoğunda CD4 + T hücre sayısını normale yükseltir3, bu da genel sağlığın iyileşmesine ve hastalığın ilerlemesini önemli ölçüde azaltmasına neden olur4. Bununla birlikte, gizli HIV-1 rezervuarı, akut enfeksiyon sırasında ART başlatıldığında bile kurulur 5,6,7. Rezervuarlar YÜT sırasında yıllar içinde devam eder ve YÜT kesintisinden sonra hızlı viral geri tepme iyi belgelenmiştir 8,9. ART üzerinde HIV ile yaşayan insanlar ayrıca kardiyovasküler hastalık, kanser ve nöro bozukluklar gibi daha yüksek komorbidite riskine yatkındır10,11,12. Bu nedenle, HIV için fonksiyonel bir tedaviye ihtiyaç vardır. HIV-1 enfeksiyonu için hayvan modelleri, yeni HIV tedavi stratejilerinin geliştirilmesinde ve doğrulanmasında belirgin avantajlar sunmaktadır13,14,15. İnsanlaştırılmış fareler, küçük bir hayvan modeli olarak, farklı dokularda çok soylu insan bağışıklık hücresi resutansiyonu sağlayabilir, bu da HIV enfeksiyonunun yakından incelenmesine izin verir16,17,18,19. İnsanlaştırılmış modeller arasında, insanlaştırılmış kemik iliği-karaciğer-timus (BLT) modeli, kronik HIV-1 enfeksiyonunun yanı sıra HIV-1 enfeksiyonuna karşı fonksiyonel insan bağışıklık tepkilerini başarıyla özetler20,21,22,23,24. Bu nedenle, insanlaştırılmış BLT fare modeli, HIV araştırma alanındaki çeşitli yönleri araştırmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. İnsanlaştırılmış BLT fareleri sadece kalıcı HIV-1 enfeksiyonu ve patogenezinin özetlenmesi için iyi kurulmuş modeller değil, aynı zamanda hücre tedavisine dayalı müdahale stratejilerinin değerlendirilmesi için sonuç niteliğinde araçlardır. Mevcut yazarlar ve diğerleri, insanlaştırılmış BLT fareleri modelinin kalıcı HIV-1 enfeksiyonu ve patogenezi25,26,27’yi özetlediğini ve hücre tedavisine dayalı müdahale stratejilerini değerlendirmek için araçlar sağladığını göstermiştir 28,29,30,31,32,33.
Günlük olarak alınan antiretroviral ilaçların kombinasyonlarından oluşan cART rejimleri, başarılı bir şekilde tedavi edilen bireylerde viral yükün uzun süre34 boyunca tespit edilemediği noktaya kadar HIV-1 replikasyonunu baskılar. HIV ile enfekte olmuş insanlaştırılmış farelerin klinik olarak ilgili cART rejimleriyle tedavi edilmesinin sonuçları, HIV-1 ile enfekte olmuş ART ile tedavi edilen bireylerde gözlenenlere benzemektedir22: HIV-1 seviyeleri, cART’nin tespit ve kesinti sınırlarının altında bastırılır ve bu da HIV replikasyonunun gizli rezervuardan geri tepmesine neden olur35. Subkutan (SC)27,36,37 veya intraperitoneal (IP)37,38,39 enjeksiyonu, insanlaştırılmış farelerde cART tedavisinde yaygın olarak kullanılan yoldur. Bununla birlikte, yoğun günlük enjeksiyon, fiziksel kısıtlama40 ile hayvanlara strese neden olur. Ayrıca, keskin nişan kullanırken HIV’e daha fazla maruz kalma nedeniyle araştırmacılar için emek yoğun ve potansiyel olarak güvensizdir. Oral uygulama, HIV-1 ile enfekte olmuş bireyler tarafından alınan cART ilaçlarının emilimini, dağılımını ve atılımını taklit etmek için idealdir. Oral uygulama tipik olarak, antiretroviral ilaçları sterilize edilmiş (farelerin immün yetmezliği nedeniyle gerekli) gıda 24,37,41 veya su42,43,44,45,46 içine koymak için özelleştirilmiş ve sıklıkla zahmetli prosedürleri içerir. Birçok antiretroviral ilaçla kimyasal olarak uyumlu olabilir veya olmayabilir veya farelerin kolayca yiyemeyeceği veya içmeyeceği bir şeyle sonuçlanabilir (bu da vücuttaki doz ve ilaç seviyelerini etkiler). Burada önerilen yeni peroral cART uygulama yöntemi, farklı antiretroviral ilaç türleriyle uyumluluğu, güvenliği ve hazırlık ve uygulama kolaylığı ve günlük enjeksiyondan kaynaklanan hayvan stresi ve kaygısının azaltılması nedeniyle önceki doğum girişimlerini aşmaktadır.
Tenofovir disoproksil fumarat (TDF), Elvitegravir (ELV) ve Raltegravir (RAL) zayıf suda çözünür ilaçlardır. İlginç bir şekilde, TDF’nin biyoyararlanımının artması yağlı gıdalarla gözlenir, bu da lipazların yağlı gıdalarla rekabetçi inhibisyonunun TDF47 için belirli bir koruma sağlayabileceğini düşündürmektedir. Bu nedenle, DietGel Boost bardakları, normal kemirgen chow’una (100 g başına 10 g) ve tipik bir fare yüksek yağlı diyetine (100 g başına 40-60 g) kıyasla, mütevazı yağ içeriğine (100 g başına 20.3 g) dayanarak teslimat yöntemi olarak normal kemirgen chow’unun yerini almak üzere seçilmiştir. Bir bardağın toplam ağırlığı 75 g’dır; Böylece, her fincan 3 gün boyunca beş fare için yeterli miktarda yiyecek ve dolayısıyla ilaç içerecektir.
Burada, HIV-1 ile enfekte olmuş insanlaştırılmış fareler için, yüksek besleyici gıdalar içinde üç antiretroviral ilacı birleştirerek oral bir cART uygulama yöntemi geliştirilmiştir. Günlük enjeksiyonlarla yapılan uygulamayla karşılaştırıldığında, oral teslimatın kullanımı daha kolaydır, uygulama sıklığını sınırlar, hayvan kullanımını azaltır, stresi en aza indirir ve güvenliği artırır55. Bu noktaya kadar, insanlaştırılmış farelerde yapılan sadec…
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışmada kullanılan antiretroviral ilaçları sağladıkları için Dr. Romas Geleziunas ve Jeff Murry’ye ve Gilead’deki insanlara teşekkür ederiz. Bu çalışma NCI 1R01CA239261-01 (Mutfağa), NIH Grants P30AI28697 (UCLA CFAR Viroloji Çekirdeği, Gen ve Hücre Terapisi Çekirdeği ve İnsanlaştırılmış Fare Çekirdeği), U19AI149504 (PI’ler: Mutfak ve Chen), CIRM DISC2-10748, NIDA R01DA-52841 (Zhen’e), NIAID R2120200174 (PI’ler: Xie ve Zhen), IRACDA K12 GM106996 (Carrillo) tarafından finanse edildi. Bu çalışma UCLA AIDS Enstitüsü, James B. Pendleton Charitable Trust ve McCarthy Aile Vakfı tarafından da desteklendi.
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 |