Summary

Utilizando o rato como um BLT humanizado baseado Stem Modelo Gene Therapy célula tumoral

Published: December 18, 2012
doi:

Summary

A geração e caracterização de células T específicas de tumor utilizando ratinhos humanizados é descrita aqui. Tecido do timo humano e geneticamente modificadas de células-tronco hematopoiéticas são transplantadas em ratos imunocomprometidos. Isto resulta na reconstituição de um sistema imune humano permitindo engenharia para exame in vivo de anticorpos anti-tumorais respostas imunes.

Abstract

Modelos de pequenos animais, como ratos têm sido amplamente utilizados para estudar a doença humana e ao desenvolvimento de novas intervenções terapêuticas. Apesar da riqueza de informação obtida a partir destes estudos, as características únicas de imunidade do rato, assim como a especificidade de espécie de doenças virais, tais como o vírus da imunodeficiência humana (HIV), levou ao desenvolvimento de modelos de ratinhos humanizados. Os modelos anteriores envolveram a utilização de C. B 17 scid / scid ratos e o transplante de timo fetal humano e de fígado fetal denominados tua / liv (SCID-hu) 1, 2 ou a transferência adoptiva de leucócitos do sangue periférico humano (huPBL-IDCG ) 3. Ambos os modelos foram utilizados principalmente para o estudo da infecção por HIV.

Uma das limitações principais de ambos os modelos foi a falta de reconstituição estável de células imunitárias na periferia para torná-los um modelo mais fisiologicamente relevante para estudar a doença de HIV. Para este fim, o zumbido BLTmodelo do rato anized foi desenvolvido. BLT significa medula óssea / fígado / timo. Neste modelo, de 6 a 8 semanas de idade NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl / SZJ (NSG) ratinhos imunocomprometidos receber o implante tua / liv como no modelo de ratinho SCID-hu apenas a ser seguido por um segundo transplante de células-tronco hematopoiéticas humanas 4. A vantagem deste sistema é a reconstituição completa do sistema imune humano na periferia. Este modelo foi utilizado para estudar a infecção por HIV e de latência 5-8.

Nós geramos uma versão modificada do modelo em que usamos geneticamente modificados células-tronco hematopoiéticas (HHSC) para construir o implante teu / liv seguido de injeção de transduzidas autólogo HHSC 7, 9. Esta abordagem resulta na geração de linhagens geneticamente modificados. Mais importante ainda, adaptou-se este sistema para examinar o potencial de gerar funcionais As células T citotóxicas (CTL) que expressam um receptor de melanoma de células T específico. Usando esse modelo, pudemos avaliar a funcionalidade do nosso CTL transgênico vivo utilizando tomografia por emissão de tomografia (PET) para determinar a regressão do tumor (9).

O objetivo deste protocolo é o de descrever o processo de gerar esses camundongos transgênicos e avaliação de eficácia in vivo utilizando imagens de PET ao vivo. Como uma nota, uma vez que usamos tecidos humanos e vetores lentivirais, nossas instalações estão em conformidade com as diretrizes do CDC NIH para o Nível de Biossegurança 2 (BSL2) com precauções especiais (BSL2 +). Além disso, os ratos do NSG são severamente imunocomprometidos, assim, a sua habitação e manutenção devem estar de acordo com os mais elevados padrões de saúde ( http://jaxmice.jax.org/research/immunology/005557-housing.html ).

Protocol

A. Geração de ratos BLT A geração de ratinhos BLT é dividido em três (3) partes: (1) de processamento de tecido fetal e preparação de CD34 humano de células-tronco hematopoiéticas, (2) transplante de tecido humano, e (3) transplantação secundária. Para todos os protocolos, fornecemos Tabela 1 com os dados de reagente. 1. Processamento de tecidos e Isolamento de CD34 Células-Tronco Hematopoéticas Tecido fetal…

Representative Results

Um diagrama de fluxo do processo de transplante é mostrado na Figura 1A. Uma imagem do implante teu / liv é mostrado na Figura 1B. O tecido tímico desenvolve normalmente e tem uma distribuição fisiológica de CD4 humano e células T CD8. Após a reconstituição, os animais carregam um sistema imune humano com distribuição normal de CD4, CD8, células T e outras linhagens de células imunes. A discrepância entre o tamanho do tumor e do tecido vivo é…

Discussion

O modificado BLT modelo de rato humanizado juntamente com in vivo PET são ferramentas poderosas para estudar doenças crônicas humanos. Este sistema tem o modelo do rato BLT e avança para além do escopo limitado para pesquisa do HIV. Além disso, é um excelente sistema em que podemos examinar diversos protocolos de terapia de genes, bem como técnicas de diagnóstico, antes de poderem atingir o ambiente clínico. Este último acoplado com o baixo custo do uso de ratos contra os primatas torna este modelo m…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Gostaríamos de agradecer Alvin Welch e Larry Pang para a sua assistência técnica. Este trabalho foi financiado em parte pelos Institutos Nacionais de Saúde (NIH) prêmio P50 CA086306, o Instituto de Medicina Regenerativa da Califórnia (CIRM) subvenções RC1-00149-1 e RS1-00203-1; CIRM Prêmio Nova Faculdade RN2-00902-1 , o Caltech-UCLA Centro Conjunto de Translational Medicine, UCLA Center for AIDS Research (CFAR) NIH / NIAID AI028697, a UCLA Aids Institute, as ferramentas CIRM e Prêmio Tecnologia RT1-01126, ea UC Programa de Pesquisa multicampus e Iniciativas da Califórnia Centro de antiviral Drug Discovery (número MRPI-143226).

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Comments (optional)
PBS Invitrogen 10010049
RPMI 1640 A1049101
Iscove’s 12440061
Fetal Calf Serum 16000085
Collagenase type IV Sigma Aldrich C5138
Hyaluronidase H3506
DNAse I Roche Diagnostics 10104159001
Piptazo (Zosyn) Pfizer Piperacillin/tazobactam combination
Ficoll (Ficoll-Paque Plus) Ge Healthcare Life Sciences 17-1440-02
MACS Buffer Miltenyi Biotech See comments MACS buffer: PBS supplemented with 0.5% fetal bovine serum and 2 mM citrate dextrose formula-A
CD34 Microbead Kit 130-046-702
LS Columns 130-042-401
Retronectin Takara T100A
Matrigel BD Biosciences 354263
Isofluorane Baxter http://www.baxter.com/healthcare_professionals/products/forane.html
Carprofen (Rimadyl) Pfizer Animal Health https://www.rimadyl.com/default.aspx

References

  1. McCune, J. M., Namikawa, R., Kaneshima, H., Shultz, L. D., Lieberman, M., Weissman, I. L. The SCID-hu mouse: murine model for the analysis of human hematolymphoid differentiation and function. Science. 241 (4873), 1632-1639 (1988).
  2. Bristol, G. C., Gao, L. Y., Zack, J. A. Preparation and maintenance of SCID-hu mice for HIV research. Methods. 12 (4), 343-347 (1997).
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  6. Sun, Z., Denton, P. W., Estes, J. D., Othieno, F. A., Wei, B. L., Wege, A. K., Melkus, M. W., Padgett-Thomas, M. W. Intrarectal transmission, systemic infection, and CD4+ T cell depletion in humanized mice infected with HIV-1. J. Exp. Med. 204 (4), 705-714 (2007).
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Vatakis, D. N., Bristol, G. C., Kim, S. G., Levin, B., Liu, W., Radu, C. G., Kitchen, S. G., Zack, J. A. Using the BLT Humanized Mouse as a Stem Cell based Gene Therapy Tumor Model. J. Vis. Exp. (70), e4181, doi:10.3791/4181 (2012).

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