Istituzione del modello murino TK-NOG dualizzato per la patogenesi del fegato associata all'HIV

Dall’avvento della terapia antiretrovirale, c’è stata una sostanziale diminuzione delle morti legate alla monoinfezione dell’HIV-1. Tuttavia, la malattia epatica è emersa come una causa comune di morbilità nei pazienti affetti da HIV^1,2. Le coinfezioni dei virus dell’epatite con infezione da HIV-1 sono più comuni, rappresentando il 10% – 30% delle persone infettate dall’HIV negli Stati Uniti^3,4^,5.

La specificità ospite dei virus HIV-1 ed epatite limita l’utilità di piccoli modelli animali per studiare le malattie infettive specifiche dell’uomo o per studiare molteplici aspetti della patogenesi epatica associata all’HIV-1. I topi immunodeficienti che permettono l’innesto di cellule umane e/o tessuti (definite modelli murini umanizzati) sono modelli animali accettabili per studi preclinici^6,7,8. Dall’introduzione di topi umanizzati nei primi anni 2000, molteplici studi preclinici sulla tossicità del fegato umano colestatico, patogeni specifici dell’uomo, tra cui HIV-1 e disturbi neurocognitivi associati all’HIV, virus Epstein Barr, epatite e altri malattie infettive, sono state studiate in questi topi^6,9,10,11. Sono stati sviluppati da tempo molteplici modelli murini per CD34^– HSPC e/o trapianti di epatociti umani e sono migliorati nel tempo per studiare la patogenesi patogena del virus dell’epatite B associata al virus dell’epatite B (HBV)^{12, 13} del sistema ^{, 14.}Diversi modelli per il trapianto di HSPC e epatocito umano (HEP) si basano su ceppi, noti come NOG (NOD. Cg-Prkdc^scid Il2rg^tm1Sug/JicTac)^8,13, NSG (NOD. Cg-Prkdc^scid Il2rg^tm1Wjl/SzJ)¹⁵, Balb/C-Rag2^{— s-c -/-} (Rag2^tm1.1Flv Il2rg^tm1.1Flv/J)¹², e fah^-/- NOD rag1^-/- il2 -rnull mouse¹⁶. Tuttavia, ogni modello ha i propri vantaggi e limitazioni; ad esempio, il doppio effetto di topi umanizzati AFC8 per HEP e cellule staminali umane (HSC) su un fondo AFC8 -C-Rag2^{-/-c -/-} consente il successo dell’innesto di cellule immunitarie e HSC, ma vi è l’assenza di un risposta in questo modello¹². Le principali preoccupazioni nella ricostruzione di topi umanizzatidoppiincludono l’innesto non ottimale, la mancanza di modelli adatti per supportare diversi tessuti, condizioni non corrispondenti, il rigetto immunitario o la malattia innesto contro l’ospite (GVHD) e la malattia difficoltà, come manipolazioni rischiose con neonati e alti tassi di mortalità a causa di anomalie metaboliche¹³.

Anche se i topi umanizzati sono stati utilizzati per la ricerca sull’HIV per molti anni^17,18^,19, l’uso di topi umanizzati per studiare i danni al fegato causati dall’HIV-1 è stato limitato²⁰. In precedenza abbiamo riferito l’istituzione di un modello murino TK-NOG dualizzato e la sua applicazione nella malattia epatica associata all’HIV⁸. Questo modello mostra il robusto innesto di fegato e cellule immunitarie e riassume la patogenesi dell’infezione da HIV. Questa discussione presenta un protocollo dettagliato, che include i passaggi più critici nel trapianto di epatociti umani. Viene inoltre presentata una descrizione degli HSPC necessari per un innesto di successo degli HEP e la creazione di un sistema immunitario funzionale nei topi TK-NOG. L’uso di questi topi per studiare l’immunopatogene epatica associata all’HIV è dettagliato. Vengono utilizzati topi maschi TK-NOG che trasportano un virus simplex specifico del fegato di tipo 1 della chinasi di timina (HSV-TK). Le cellule del fegato di topo che esprimono questo transgene possono essere facilmente ablate dopo una breve esposizione a una dose non tossica di GCV. Cellule epatiche umane trapiantate sono stabilmente mantenute all’interno del fegato di topo senza farmaci esogeni²¹. I topi sono anche precondizionati con dosi non mieloablative di treosulfan per creare una nicchia nel midollo osseo del topo per le cellule umane⁸. I topi immunodeficienti TK-NOG vengono iniettati intrasplenalmente con HEP e HSPC multipotenti. I topi sono quindi regolarmente monitorati per la ricostituzione del sangue e del fegato mediante immunofenotipizzazione del sangue e misurazioni dei livelli di siero uomo-albumina, rispettivamente. I topi con una ricostituzione di successo di oltre il 15% sia per le cellule immunitarie umane che per gli HEP vengono iniettati intraperitonealmente con HIV-1. L’effetto dell’HIV sul fegato può essere valutato già da 4 – 5 settimane dopo l’infezione. È fondamentale notare che, poiché viene utilizzato l’HIV-1, tutte le precauzioni necessarie devono essere prese durante la gestione del virus e l’iniezione nei topi.