Summary

Intraveineuse amniotique et In Utero une Transplantation chez le modèle murin

Published: October 09, 2018
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Summary

Les auteurs décrivent un protocole permettant d’effectuer une transplantation in utero (IUT) par voies intraveineuse et amniotique d’injection dans le modèle murin. Ce protocole peut être utilisé pour introduire des cellules, vecteurs viraux et autres substances dans l’environnement unique de tolérance immunitaire fœtal.

Abstract

In utero transplantation (IUT) est un mode de thérapie qui peut être utilisé pour introduire des cellules souches, vecteurs viraux ou toute autre substance au début de la gestation unique et polyvalent. La logique de l’IUT à des fins thérapeutiques est issue de la petite taille du foetus, l’immaturité immunologique fœtale, l’accessibilité et la nature proliférative des cellules souches ou progénitrices foetales et le potentiel pour traiter une maladie ou l’apparition des symptômes avant la naissance. Profitant de ces propriétés du développement normales du foetus, la livraison de cellules souches hématopoïétiques (CSH) via un IUT a le potentiel pour traiter des troubles hématologiques congénitales comme la drépanocytose, sans le besoin myéloablatif ou immunosuppresseur conditionnement nécessaire pour les greffes de CSH postnatal. De même, l’accessibilité des cellules progénitrices dans plusieurs organes au cours du développement potentiellement permet un ciblage plus efficace des cellules souches/progénitrices après un IUT de vecteurs viraux de thérapie génique ou la modification du génome. En outre, IUT peut être utilisé pour étudier les processus de développement normales y compris, mais sans s’y limiter, le développement de la tolérance immunologique. Le modèle murin fournit un moyen précieux et abordable pour comprendre le potentiel et les limites de l’IUT avant des gros animaux études précliniques et une éventuelle application clinique. Nous décrivons ici un protocole permettant d’effectuer un IUT dans le fœtus murin par voies intraveineuse et amniotique. Ce protocole a été utilisé avec succès pour élucider les conditions nécessaires et les mécanismes à l’origine dans l’utérus la transplantation de cellules souches hématopoïétiques, induction de la tolérance et dans l’utérus la thérapie génique.

Introduction

Les progrès récents dans le diagnostic et le dépistage prénatal ont mis en lumière la possibilité de traiter le fœtus pour un certain nombre de troubles congénitaux qui ne pas avoir les options de traitement postnatal adéquat et entraîner une morbidité et mortalité. Plus précisément, dans l’utérus de transplantation de cellules souches hématopoïétiques (IUHCT) et d’édition de thérapie/génome gène ont le potentiel pour profiter des propriétés du développement normales du foetus pour traiter congénitale hématologique, immunitaires et génétiques les troubles de manière plus efficace que la greffe de CSH postnatal et édition de thérapie/génome gène peuvent faire1,2. Plus précisément, en raison de la petite taille du foetus, la cellule du donneur ou la dose de vecteur viral peut être agrandie par le poids du destinataire. En outre, l’immaturité immunitaire du foetus permet de donateurs CSH à doser sans myéloablatif et immunosuppresseurs conditionnement qui est requise dans protocoles greffe postnatal. De même, les vecteurs viraux transportant un transgène thérapeutique ou la technologie d’édition du génome peuvent être injectés sans une réponse immunitaire limitante le produit transgénique ou le vecteur viral. Enfin, l’accessibilité et la nature proliférative des cellules souches/progénitrices foetale s’offrir la possibilité d’une transduction plus efficace des cellules progénitrices de cibles, ainsi que certains modes de génome édition (axés sur l’homologie réparation) qui nécessitent de cyclisme cellules se produire efficacement. Le modèle murin constitue un moyen perspicace et abordable pour répondre à des questions importantes dans la biologie des cellules souches et immunologie avant d’expérimenter dans des modèles animaux grands précliniques et, à ce titre, a été le modèle primaire dans laquelle IUHCT et dans l’utérus la thérapie génique ont été explorés1,2,3.

Bien que de nombreuses variables jouent un rôle important dans le succès de IUHCT et dans l’utérus gene therapy/génome édition dans des modèles murins et grands animaux, une variable-clé est la méthode de livraison des CSH ou des vecteurs viraux. La livraison de grandes quantités de donateur CSH avec un effet de premier passage dans le foie fœtal, les organes hématopoïétiques au moment de la IUHCT, s’est avérée être contribué à atteindre un niveau de prise de greffe dans les souris et les modèles animaux grands4 macrochimeric ,,5. Ceci a été réalisé via une injection de donateurs cellules via la veine vitelline chez la souris et via une injection intracardiaque dans le modèle canin. La voie d’injection joue également un rôle fondamental dans le ciblage des cellules progénitrices de différents organes au cours du développement. Par exemple, une injection intraveineuse par l’intermédiaire de la veine vitelline a été démontrée à transmettre efficacement les cardiomyocytes et hépatocytes suite à une fin de gestation injection6,7. Par ailleurs, une injection intra-amniotique de vecteurs viraux permet le ciblage des organes qui affleurent physiquement basés sur le pliage/développement embryonnaire au moment de l’injection de8. Ceci est mieux illustré par le ciblage de l’épithélium respiratoire via une injection intra-amniotique vers la fin de la gestation pour profiter de mouvements normaux foetale « breathing », qui expose les voies respiratoires au vecteur viral dans l’amniotique fluide de9. Ces deux modes de l’IUT, par voie intraveineuse via la veine vitelline et amniotique, ont servi de base à plusieurs des expériences passées et en cours dans notre laboratoire. Dans ce protocole, nous décrivons en détail les méthodes permettant d’effectuer par voie intraveineuse et amniotique IUT dans le modèle murin.

Protocol

Les protocoles expérimentaux ont été approuvées par le Comité de l’urbanisme à hôpital le de Philadelphie enfants et d’institutionnels animalier. 1. création des Pipettes d’Injection À l’aide d’une verticale de micropipettes, tirez une pipette de microcapillaire 100 µL (Figure 1 a – 1C). Calibrer les micropipettes afin que l’extrémité effilée est > 1 cm de long.Remarque : Au début, les paramètres de l’ex…

Representative Results

Survie et la greffe sont des mesures importantes de réussite pour les expériences IUHCT. Selon les paramètres spécifiques d’une expérience, foetus qui a reçu un IUHCT peuvent être analysés avant la naissance par une césarienne ou après la naissance. En moyenne, les taux de survie après injections intraveineuses vont de 75 à 100 %. Le taux de survie après injections amniotique tendance à fair mieux que des injections intraveineuses, aux alentours de 85 à 100 %. <p clas…

Discussion

In utero de transplantation est un traitement potentiel pour plusieurs maladies congénitales qui peuvent être diagnostiqués au début de la gestation. Le modèle murin pour l’IUT permet aux chercheurs d’explorer l’environnement foetal ou d’expérimenter avec différentes thérapies. Selon ce qui est en train d’injecter et ce qui est visé, par voie intraveineuse ou amniotique le dans l’utérus de la transplantation peut fournir une prestation fiable d’un quelle dans l’espace désiré….

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Materials

Gloves Cardinal Health 2D73DP65
Adson Forceps w/ teeth Fine Science Tools 11027-12
Adson Forceps w/o teeth Fine Science Tools 11006-12
Curved scissors Fine Science Tools 14075-11
Heavy Scissors Fine Science Tools 14002-13
Needle Driver Fine Science Tools 12005-15
Vicryl 2.0 Ethicon JB945
Transfer Pipette Medline GSI135010
Cotton Tipped Applicators Medline MDS202000
50 mL Conical tube Fischer Scientific 14-432-22
Tape 3M 1527-1
Eye lubricant Major LubriFresh 0904-6488
Heating Pad K&H 3060
Stereomicroscope Leica MZ16
Injector Narishige HI01PK01
Glass Capillary tubes Kimble 71900-100
Vertical Micropipette Puller Sutter Instruments P-30
Microelectrode Beveler Sutter Instruments BV-10
IM-300 Pneumatic Microinjector Narishige IM-300
Insulin Syringe  BD  305935
Filter Genesee Scientific 25-244
Compac5 Anesthesia Machine VetEquip Compac5 901812 
Isoflurane Piramal Critical Care NDC 66794-017-25
N2 gas Airgas NI 125
O2 gas Airgas OX 125
Ad-GFP viral vector Penn Vector Core H5'.040.CMV.eGFP

References

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Cite This Article
Ahn, N. J., Stratigis, J. D., Coons, B. E., Flake, A. W., Nah-Cederquist, H., Peranteau, W. H. Intravenous and Intra-amniotic In Utero Transplantation in the Murine Model. J. Vis. Exp. (140), e58047, doi:10.3791/58047 (2018).

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