Summary

Intravenosa e Intra-amniótica no Utero transplante no modelo murino

Published: October 09, 2018
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Summary

Descreveremos um protocolo para a realização de um transplante no utero (IUT) através de vias intravenosa e intra-amniótica de injeção no modelo murino. Este protocolo pode ser usado para introduzir células, vetores virais e outras substâncias em único ambiente fetal imune-tolerantes.

Abstract

Transplante de in utero (IUT) é um modo único e versátil de terapia que pode ser usado para introduzir células-tronco, vetores virais ou quaisquer outras substâncias no início da gestação. A lógica por trás de IUT para fins terapêuticos baseia-se o pequeno tamanho do feto, a imaturidade imunológica fetal, a acessibilidade e natureza proliferativa de células estaminais ou progenitoras fetais e o potencial para tratar uma doença ou do início dos sintomas antes do nascimento. Aproveitando essas propriedades no desenvolvimento normais do feto, a entrega de células-tronco hematopoiéticas (HSC) através de uma IUT tem o potencial para tratar doenças hematológicas congénitas, tais como a doença falciforme, sem a necessária transplantes de mieloablativo ou imunossupressora condicionamento necessário para HSC pós-natal. Da mesma forma, a acessibilidade de células progenitoras em múltiplos órgãos, durante o desenvolvimento potencialmente permite um direcionamento mais eficiente de células tronco/progenitoras seguindo uma IUT de vetores virais para terapia do gene ou genoma de edição. Além disso, IUT pode ser usado para estudar os processos normais de desenvolvimento incluindo, mas não se limitando a, o desenvolvimento da tolerância imunológica. O modelo murino fornece um meio valioso e acessível para entender o potencial e as limitações da IUT antes da pré-clínicos estudos animais grandes e uma eventual aplicação clínica. Aqui, descrevemos um protocolo para a realização de uma IUT no feto através de vias intravenosa e intra-amniótica murino. Este protocolo tem sido usado com sucesso para elucidar as condições necessárias e mecanismos subjacentes no utero o transplante de células-tronco hematopoiéticas, indução de tolerância e no utero terapia de gene.

Introduction

Recentes avanços no diagnóstico e rastreio pré-natal tem trazido à luz da possibilidade de tratar o feto para um número de doenças congênitas que não tem as opções de tratamento pós-natal adequada e resultar em significativa morbidade e mortalidade. Especificamente, no utero o transplante de células-tronco hematopoiéticas (IUHCT) e edição de terapia/genoma gene têm potencial para tirar proveito das propriedades do desenvolvimento normais do feto para tratar doenças congênitas hematológica, imune e genética os transtornos mais eficientemente do que o transplante de HSC pós-natal e edição de genoma/terapia do gene podem fazer1,2. Especificamente, devido ao pequeno tamanho do feto, a célula do doador ou dose de vetor viral pode ser maximizado pelo peso do destinatário. Além disso, a imaturidade imunológica do feto permite doadores de linfócitos deve ser injetado sem a mieloablativo e imunossupressoras condicionamento que é exigido nos protocolos de transplante pós-natal. Da mesma forma, carregando um transgene terapêutico ou tecnologia de edição de genoma de vetores virais podem ser injetados sem uma resposta imune limitante para o transgene produto ou o vetor viral. Finalmente, a acessibilidade e a natureza proliferativa de células tronco/progenitoras fetais pagar a possibilidade de uma mais eficiente transdução de células progenitoras de destino, bem como certos modos de genoma edição (dirigido por homologia reparação) que necessitam de ciclismo células ocorra de forma eficiente. O modelo murino serve como um meio perspicaz e acessível para abordar questões importantes em biologia de células-tronco e Imunologia antes de fazer experiências em modelos pré-clínicos de animais grandes e, como tal, tem servido como o modelo principal em que IUHCT e no útero terapia genética têm sido exploradas1,2,3.

Apesar de muitas variáveis desempenham um papel importante no sucesso de IUHCT e no utero gene terapia/genoma edição em modelos animais murino e grandes, uma variável-chave é o método de entrega dos linfócitos ou vetor viral. A entrega de grandes doses de linfócitos de doadores com um efeito de primeira passagem ocorra no fígado fetal, o órgão hematopoiético aquando do IUHCT, foi mostrada para ser instrumental na obtenção de níveis de macrochimeric de enxertia em mouse e modelos animais grandes4 ,5. Isto foi conseguido através de uma injeção de doador células através da veia vitelínico no modelo de rato e através de uma injeção intra cardíaca no modelo canino. A rota de injeção também desempenha um papel fundamental no direcionamento de células progenitoras de órgãos diferentes durante o desenvolvimento. Por exemplo, uma injeção intravenosa através da veia vitelínico tem demonstrada eficientemente transduce cardiomyocytes e hepatócitos após um final de gestação injeção6,7. Alternativamente, uma injeção intra-amniótica de vetores virais permite a segmentação dos órgãos que estão expostos fisicamente baseados no dobradura/desenvolvimento embrionário no momento da injeção8. Isto é melhor exemplificado pela segmentação do epitélio respiratório através de uma injeção intra-amniótica no final da gestação para aproveitar normal “respirar” movimentos fetais, que expõe o trato respiratório para o vetor viral no amniótico fluido de9. Estes dois modos de IUT, por via venosa através da veia vitelínico e intra-amniótica, foram a base para várias experiências passadas e em curso no nosso laboratório. Neste protocolo, descrevemos em detalhe os métodos para a realização de IUT intravenosa e intra-amniótica no modelo murino.

Protocol

Os protocolos experimentais foram aprovados pelo Comitê de uso no Hospital de Filadélfia infantil e institucional Cuidado Animal. 1. criação de pipetas de injeção Usando um extrator vertical micropipeta, puxe uma pipeta conta de 100 µ l (Fig. 1A – 1C). Calibre o extrator micropipeta para que a extremidade pontiaguda é > 1 cm de comprimento.Nota: Inicialmente, as configurações do extrator devem ser ajustadas para um comprime…

Representative Results

Sobrevivência e enxertia são importantes medidas de sucesso para experimentos IUHCT. Consoante os pontos de extremidade específicos de um experimento, fetos que receberam um IUHCT podem ser analisados pré-natal por uma cesariana ou pós-natal. Em média, as taxas de sobrevivência após injeções intravenosas variam de 75 a 100%. As taxas de sobrevivência após injeções intra-amniótica tendem a mais sorte do que injeções intravenosas, cerca de 85-100%. <p class="jove_conten…

Discussion

No útero o transplante é uma terapia potencial para muitas desordens congênitas que pode ser diagnosticada no início da gestação. O modelo murino de IUT permite que os pesquisadores para explorar o ambiente fetal ou para experimentar com diferentes terapias. Dependendo do que está sendo injetado e o que está sendo invadido, por via venosa ou intra-amniótica no utero transplante pode fornecer uma entrega confiável de um injectant para o espaço desejado.

Quando o dir…

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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