إجراءات زرع نخاع العظم في الفئران لدراسة الهيماتوبويز الكلونية

الهيماتوبويز الكلوي (CH) هو شرط الذي لوحظ في كثير من الأحيان في الأفراد المسنين ويحدث نتيجة لتوسيع الجذعية الدموية وخلية السلف (HSPC) استنساخ تحمل طفرة جينية¹. وقد اقترح أنه بحلول سن 50, معظم الأفراد سوف تكون قد اكتسبت في المتوسط خمس طفرات إكسونية في كل HSPC², ولكن معظم هذه الطفرات سوف يؤدي إلى عواقب ضئيلة أو معدومة phenotypic للفرد. ومع ذلك ، إذا كانت إحدى هذه الطفرات تمنح عن طريق الصدفة ميزة تنافسية ل HSPC – مثل تعزيز انتشارها أو تجديدها الذاتي أو بقائها أو مزيجا من هذه – فقد يؤدي ذلك إلى التوسع التفضيلي للاستنساخ المتحول بالنسبة إلى مركبات الكربون الهيدروفلورية الأخرى. ونتيجة لذلك، فإن الطفرة ستنتشر بشكل متزايد من خلال نظام الهيماتوبوتيستيك حيث يؤدي HSPC المتحول إلى خلايا دم ناضجة، مما يؤدي إلى مجموعة متميزة من الخلايا المتحولة داخل الدم المحيطي. في حين ارتبطت الطفرات في العشرات من الجينات سائق مرشح مختلفة مع الأحداث التخفي داخل نظام الهيماتوبويات، من بين هذه، والطفرات في ميثيل ترانسفيراز الحمض النووي 3 ألفا(DNMT3A)وعشرة أحد عشر نقل 2 (TET2) هي الأكثر انتشارا³. وقد وجدت العديد من الدراسات الوبائية أن الأفراد الذين يحملون هذه الطفرات الوراثية لديهم خطر أعلى بكثير من أمراض القلب والأوعية الدموية (CVD), السكتة الدماغية, والوفيات سببية جميع^3,4,5,6,7. في حين أن هذه الدراسات قد حددت أن هناك علاقة بين CH وزيادة الإصابة بالأمراض القلبية الوعائية والسكتة الدماغية، ونحن لا نعرف ما إذا كانت هذه العلاقة سببية أو ظاهرة مشتركة مع عملية الشيخوخة. للحصول على فهم أفضل لهذا الارتباط ، مطلوب نماذج حيوانية مناسبة تلخص بشكل صحيح الحالة البشرية ل CH.

وقد تم إنشاء العديد من نماذج الحيوانات CH من قبل مجموعتنا وغيرها باستخدام حمار وحشي، والفئران، والرئيسيات غير البشرية^{8،9،10،11،12،13،14}. وغالبا ما تستخدم هذه النماذج أساليب إعادة تشكيل الدم عن طريق زرع الخلايا المعدلة وراثيا، وأحيانا باستخدام إعادة دمج Cre-lox أو نظام CRISPR. يسمح هذا النهج بتحليل طفرة جينية محددة في الخلايا الدموية لتقييم كيفية مساهمتها في تطور المرض. وبالإضافة إلى ذلك، فإن هذه النماذج غالبا ما تستخدم خلايا con أو مراسل للتمييز بين آثار الخلايا المتحولة من الخلايا العادية أو البرية. في كثير من الحالات، مطلوب نظام ما قبل تكييف لإغراق الخلايا الجذعية الدموية المانحة بنجاح.

حاليا، زرع نخاع العظم إلى الفئران المتلقية يمكن تقسيمها إلى فئتين رئيسيتين: 1) تكييف النقوي و 2) زرع غير مشروطة. يمكن تحقيق تكييف النقوي بإحدى طريقتين، وهما التشعيع الكلي للجسم (TBI) أو العلاج الكيميائي¹⁵. يتم تنفيذ TBI عن طريق إخضاع المتلقي لجرعة قاتلة من أشعة غاما أو الأشعة السينية ، وتوليد فواصل الحمض النووي أو الروابط المتقاطعة داخل الخلايا المقسمة بسرعة ، مما يجعلها لا يمكن إصلاحها¹⁶. Busulfan وسيكلوفوسفاميد هما أدوية العلاج الكيميائي شائعة الاستخدام التي تعطل مكانة الهيماتوبويات وبالمثل تسبب تلف الحمض النووي للخلايا الانقسام بسرعة. والنتيجة الصافية للشرط المسبق النقوي هي موت الخلايا الدموية، الذي يدمر نظام الهيماتوبويتيك لدى المتلقي. هذه الاستراتيجية لا تسمح فقط لengraftment ناجحة من HSPCs المانحة، ولكن يمكن أيضا منع رفض الكسب غير المشروع عن طريق قمع الجهاز المناعي المتلقي. ومع ذلك ، فإن الشروط المسبقة النقوي لها آثار جانبية شديدة مثل تلف الأنسجة والأعضاء وخلاياها المناعية المقيمة بالإضافة إلى تدمير مكانة نخاع العظم^{الأصلية 17.} ولذلك، اقترحت أساليب بديلة للتغلب على هذه الآثار الجانبية غير المرغوب فيها، ولا سيما فيما يتعلق بالضرر الذي يلحق بالأجهزة ذات الاهتمام. وتشمل هذه الأساليب التشعيع المحمية من الفئران المتلقية وBMT بالتبني للفئران غير^{مشروطة 9،17}. حماية الصدر، تجويف البطن، الرأس أو المناطق الأخرى من التشعيع عن طريق وضع حواجز الرصاص يحافظ على الأنسجة ذات الأهمية المحمية من الآثار الضارة للإشعاع ويحافظ على سكان الخلايا المناعية المقيمين. من ناحية أخرى ، فإن BMT بالتبني من HSPCs للفئران غير المكيفة له ميزة إضافية لأنه يحافظ على مكانة الهيماتوبوتية الأصلية. في هذه المخطوطة، نقوم بوصف بروتوكولات ونتائج زراعة الخلايا الهيدروجرافية بعد عدة نظم زرع في الفئران، وتحديدا تسليم HSPC إلى فئران TBI، إلى الفئران المحمية جزئيا من الإشعاع، وإلى الفئران غير المكيفة. الهدف العام هو مساعدة الباحثين على فهم الآثار الفسيولوجية المختلفة لكل طريقة وكذلك كيفية تأثيرها على النتائج التجريبية في وضع CH وأمراض القلب والأوعية الدموية.