Un modèle de souris chimériques du foie humain de l’hypercholestérolémie utilisant des hépatocytes de dérivés de cellules souches pluripotentes induites

Récepteur de lipoprotéines de basse densité (LDLR) capte le cholestérol LDL (LDL-C) dans le sang pour moduler la synthèse du cholestérol dans le foie. Des mutations dans le gène LDLR sont la cause la plus fréquente de l’hypercholestérolémie familiale (FH)¹. Statins sont traditionnellement la première ligne de médicaments pour traiter les FH et autres types d’hypercholestérolémie (hérité ou acquis). Statines inhibent la 3-hydroxy-3-méthylglutaryl-coenzyme A réductase pour diminuer la synthèse du cholestérol dans le foie². En outre, statines augmentent les niveaux de LDLR sur la surface des hépatocytes pour promouvoir plasma clairance du LDL-C. Toutefois, un bémol majeur du traitement par statines est qu’ils induisent simultanément l’expression de la proprotéine convertase subtilisine/hexin 9 (PCSK9), une enzyme qui se lie à LDLR pour promouvoir sa dégradation³. Cet effet est responsable des interventions insuffisantes ou même nulle aux statines observées chez de nombreux patients. Étudier ce mécanisme a, contre toute attente, conduit à la découverte d’une autre façon de traiter l’hypercholestérolémie. Les anticorps de PCSK9 récemment approuvés par la FDA sont actuellement utilisés dans les essais cliniques et montrent une efficacité plus élevée et meilleure tolérance que les statines⁴. Le succès de PCSK9 anticorps implique aussi qu’il peut y avoir d’autres possibilités thérapeutiques pour moduler la voie de dégradation LDLR (en dehors de PCSK9) chez les patients atteints d’hypercholestérolémie. De même, il y a intérêt à développer de nouveaux inhibiteurs de PCSK9 autres que des anticorps, par exemple, siARN oligos⁵.

Pour tester les nouvelles thérapies de FH et en général tout autre type d’hypercholestérolémie, approprié en vivo modèles sont nécessaires. Un problème majeur de l’actuelle en vivo modèles, pour la plupart des souris⁶ et⁷, les lapins sont leurs différences physiologiques chez l’homme. Fondamentalement, ces problèmes sont notamment un profil métabolique de différents lipides. La génération des animaux chimériques du foie humain⁸ pourrait aider à surmonter cette mise en garde. La souris chimérique du foie humaine est un type de « humanisé » souris avec son foie repeuplée avec des hépatocytes humains, par exemple, des hépatocytes humains primaires (pHH)⁹. Un problème avec pHH, c’est qu’ils ne peuvent pas être expansion ex vivo, rapidement perdre leur fonction à l’isolement, et sont une source limitée. Une alternative à pHH est l’utilisation des cellules souches pluripotentes induites (CISP)-dérivé des hépatocytes (iHeps)¹⁰. Notamment, CISP est spécifiques à un patient et peut être cultivés indéfiniment, aussi iHeps peut-elle être produite sur demande, qui est un avantage important sur pHH fraîche. En outre, CISP peut également être facilement modifié génétiquement avec des nucléases concepteur de corriger ou d’introduire des mutations dans un contexte isogénique pour permettre le plus fidèle des comparaisons¹¹.

Homme souris chimérique du foie avec pHH implantée présentent des similitudes avec les humains en profils métaboliques du foie, réponses de drogue et la susceptibilité à l’hépatite virus infection¹². Cela fait d’eux un bon modèle pour étudier hyperlipidémie in vivo. Les modèles de souris plus largement utilisé sont inspirent de la/Fah^{– / –}/Rag2^{– / –}/Il2rg^{– / –} (RFA) souris¹³ et l’uPA souris transgéniques⁸, dans lequel jusqu’à 95 % de la souris le foie peut être remplacé par pHH. Fait intéressant, un récent rapport décrit une humain FH foie chimérique souris (basée sur la souris de la RFA) avec pHH provenant d’un patient portant un homozygote de mutation de gène LDLR ¹⁴. Dans ce modèle, les hépatocytes humains regarnis n’eu aucun LDLR fonctionnelle, mais les hépatocytes de souris résiduelle faisaient, réduisant ainsi l’utilitaire permettant d’effectuer en vivo analyse de drogues en s’appuyant sur le parcours du LDLR.

Nous rapportons ici un protocole détaillé basé sur notre ouvrage récemment publié¹⁵ de faire une exception FH iHeps dans le foie de souris/Ldlr^{– / –}/Rag2^{/ –}/Il2rg^{– / –} (GRL). Cette souris chimérique du foie humaine est utile pour la modélisation de FH et effectuer le dépistage des drogues in vivo.