يصف هذا البروتوكول الطرق في بناء نموذج أنسان من نخاع العظام / الكبد / الفأر الصعترية مع مناعة هندسية قائمة على الخلايا الجذعية ضد عدوى فيروس نقص المناعة البشرية.
مقالة منهجية
يصف هذا البروتوكول الطرق في بناء نموذج أنسان من نخاع العظام / الكبد / الفأر الصعترية مع مناعة هندسية قائمة على الخلايا الجذعية ضد عدوى فيروس نقص المناعة البشرية.
مع التطور السريع في العلاجات الجينية على الخلايا الجذعية ضد فيروس نقص المناعة البشرية، هناك ضغط الحاجة إلى نموذج حيواني لدراسة التمايز للدم وظيفة المناعة من الخلايا المعدلة وراثيا. وأنسنة العظام نخاع / الكبد / الغدة الصعترية (التأجير ونقل الملكية) نموذج الفأر يسمح لإعادة الكاملة لنظام المناعة البشري في محيطها، والتي تشمل خلايا تي، الخلايا البائية والخلايا القاتلة الطبيعية وحيدات. زرع الغدة الصعترية البشري كما يسمح لاختيار الغدة الصعترية من خلايا تي في أنسجة الغدة الصعترية ذاتي. بالإضافة إلى دراسة عدوى فيروس نقص المناعة البشرية، ونموذج يقف كأداة قوية لدراسة التفاضل والتنمية وظائف الخلايا المشتقة من الخلايا الجذعية المكونة للدم (HSCs). نحن هنا الخطوط العريضة لبناء أنسنة غير البدناء السكري (نود) -severe جنبا إلى جنب العوز المناعي (SCID) جاما المشترك: سلسلة خروج المغلوب (ج γ - / -) الفئران العظم نخاع / الكبد / الغدة الصعترية (مجموعة موردي المواد النووية، التأجير ونقل الملكية) مع HSCs transduced مع CD4 مستقبلات المستضد خيالية (CD4CAR)ناقلات الفيروسة البطيئة. وتبين لنا أن CD4CAR HSCs يمكن أن تفرق بنجاح في الأنساب متعددة ولها نشاط مكافحة فيروس نقص المناعة البشرية. الهدف من هذه الدراسة هو للتدليل على استخدام نموذج الفأر مجموعة موردي المواد النووية، التأجير ونقل الملكية لتكون نموذجا في الجسم الحي للحصانة المهندسة ضد فيروس نقص المناعة البشرية. ومن الجدير بالذكر أن، لأنه يتم استخدام الفيروسة البطيئة والأنسجة البشرية، والتجارب والعمليات الجراحية يجب أن يتم تنفيذ في مجلس الوزراء من الدرجة الثانية للسلامة الأحيائية في السلامة الأحيائية المستوى 2 (BSL2) مع احتياطات خاصة (BSL2 +) المرفق.
وعلى الرغم من نجاح العلاج المضاد للفيروسات الرجعية مجتمعة، والعدوى بفيروس نقص المناعة البشرية لا يزال المرض مدى الحياة. الاستجابة المناعية الخلوية ضد فيروس نقص المناعة البشرية تلعب دورا مهما للغاية في السيطرة على تكرار فيروس نقص المناعة البشرية. وقد سمحت التطورات الحديثة في معالجة الخلايا الجذعية للتنمية السريعة من العلاج الجيني النهج لفيروس نقص المناعة البشرية العلاج 1-3. ونتيجة لذلك، فمن المهم أن يكون هناك نموذج حيواني المناسبة التي تسمح في الدراسة المجراة من فعالية العلاجات المستندة إلى الخلايا ضد فيروس نقص المناعة البشرية.
العمل مع فيروس نقص المناعة البشرية في النماذج الحيوانية معقد بسبب حقيقة أن الفيروس يصيب فقط الخلايا البشرية. للتحايل على هذا القيد، لجأ العلماء إلى استخدام نماذج الأمراض مثل فيروس نقص المناعة قردي (SIV) في قرود المكاك القرد 4،5. لسوء الحظ، هناك قيود كبيرة في هذا النموذج بسبب الخلافات المتأصلة بين الأنواع والاختلافات بين SIV وفيروس نقص المناعة البشرية. بالإضافة إلى ذلك، فقط مرافق متخصصة للغاية هي جapable دعم العمل مع الرئيسيات غير البشرية وكل المكاك يتطلب استثمارات كبيرة. وبالتالي، هناك حاجة ملحة لنموذج التي تستخدم نظام المناعة البشري، الذي هو عرضة لفيروس نقص المناعة البشرية عدوى / المرضية، وأقل باهظة من الناحية المالية.
غير البدناء السكري (نود) -severe جنبا إلى جنب العوز المناعي (SCID) جاما المشترك: سلسلة خروج المغلوب (ج γ - / -) (أو مجموعة موردي المواد النووية) الدم / الكبد / الغدة الصعترية (التأجير ونقل الملكية) ثبت الفأر نموذج إنساني على نحو متزايد أن يكون أداة هامة لدراسة عدوى فيروس نقص المناعة البشرية. من خلال زرع الخلايا المكونة للدم الجذعية (HSCs) والغدة الصعترية الجنين، والفئران قادرة على تطوير وتلخيص نظام المناعة البشري 1-3. نوع واحد من العلاج الجيني على الخلايا الجذعية ينطوي على "إعادة توجيه" خلايا T الطرفية لاستهداف فيروس نقص المناعة البشرية عن طريق إعادة برمجة الخلايا الجذعية المكونة للدم (HSCs) على التمايز إلى مستضد خلايا T معينة. لقد أظهرنا سابقا أن HSCs الهندسة الجزيئية مع المستنسخة مكافحة فيروس نقص المناعة البشرية محددة إعادة الخلايا التائيةمتقبل (TCR) ضد حاتمة SL9 (الأحماض الأمينية 77-85. SLYNTVATL) من HIV-1 الكمامة يمكن توجيه الخلايا الجذعية إلى تشكيل خلايا ناضجة تي أن قمع تكرار فيروس نقص المناعة البشرية في أنسنة مجموعة موردي المواد النووية-BLT نموذج الفأر 6. التحذير من استخدام TCR المستنسخة الجزيئي هو أنه يقتصر على سلالة معينة مستضد الكريات البيض البشرية (HLA) من شأنها أن تحد من تطبيق هذا العلاج. مستقبلات المستضد خيالية (CAR)، من ناحية أخرى، يمكن تطبيقها عالميا لجميع أنواع فرعية HLA. أجريت الدراسات الأولية باستخدام سيارة شيدت مع مجالات خارج الخلية والغشاء من CD4 البشري تنصهر إلى ζ داخل الخلايا مما يشير مجال CD3 (يدعى CD4ζCAR). وأعرب CD4ζCAR على الخلايا التائية CD8 يمكن التعرف على المغلف فيروس نقص المناعة البشرية، وإثارة السامة للخلايا تي استجابة الخلية التي هي مماثلة لتلك بوساطة مستقبلات الخلايا التائية 7. لقد أثبتت مؤخرا أن HSCs الإنسان يمكن تعديلها مع CD4ζCAR، والتي يمكن بعد ذلك تفرق في لى المكونة للدم متعددةneages، بما في ذلك الخلايا T الوظيفية اللازمة للحد من تكرار فيروس نقص المناعة البشرية في نموذج الفأر أنسنة 8. مع التقدم السريع في خيالية العلاجات مستضد مستقبلات لسرطان 9، وتوصيف المستمر قوية الأجسام المضادة تحييد واسعة 10-12 ضد فيروس نقص المناعة البشرية التي تسمح ببناء سيارات الأجسام المضادة سلسلة واحدة، فإنه يمكن إدراكه أن العديد من بنيات مرشح جديدة، بالإضافة إلى CD4ζCAR ، سيتم إنشاء واختبار الخلايا الجذعية العلاج الجيني المعتمد من أمراض نقص المناعة البشرية والأمراض الأخرى. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن للنموذج الفأر مجموعة موردي المواد النووية-BLT أنسنة تحتوي على هذه السيارات مستضد معين توفر أيضا أداة مفيدة لدراسة عن كثب ردود الخلايا التائية البشرية في الجسم الحي. الأهم من ذلك، يختلف بروتوكول لدينا من الأساليب المذكورة السابقة لبناء أنسنة من الفئران BLT 13-15 في أن HSCs في خليط من البروتين هلامي يستخدم بدلا من جذوع الكبد الجنين 16. يصف هذا البروتوكول: 1) بناء حومانيالفئران BLT زيد هندسيا مع CD4ζCAR. و2) توصيف تمايز الخلايا المعدلة وراثيا. و3) توصيف وظائف الخلايا المعدلة وراثيا.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
بيان أخلاقيات: الأنسجة الجنينية البشرية تم الحصول عليها من العلوم البيولوجية المتقدمة الموارد أو من Novogenix وتم الحصول عليها من دون تحديد المعلومات ولا تتطلب موافقة IRB لاستخدامها. تم إجراء البحوث الحيوانية وصفها في هذه المخطوطة بموجب موافقة خطية من جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس، ولجنة البحوث (جامعة كاليفورنيا) الحيوان (ARC) وفقا لكل دولة اتحادية، والمبادئ التوجيهية المحلية. على وجه التحديد، وأجريت هذه الدراسات في إطار يتفق تماما مع المبادئ التوجيهية في دليل لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية للمجلس الوطني للبحوث والاعتماد والمبادئ التوجيهية للجمعية لتقييم واعتماد مختبر رعاية الحيوان (AALAC) الدولية تحت UCLA ARC بروتوكول عدد 2010-038-02B. تم تنفيذ جميع العمليات الجراحية تحت الكيتامين / زيلازين والتخدير الأيزوفلورين وقدمت كل الجهود للحد من الألم وعدم الراحة الحيوان.
1. بناء الفئران أنسنة المهندسة مع CD4 همي مستضد مستقبلات
2. توصيف التفاضل وتطوير خلايا الجينات المعدلة
3. توصيف الوظيفي للخلايا الجينات المعدلة
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويبين الشكل 1 مخطط لبناء الفئران BLT أنسنة مع الخلايا الجذعية المعدلة. بعد 10 أسابيع من جراحة زرع، تم التضحية الفئران لتقييم التمايز وتطوير خلايا الجينات المعدلة. كما هو مبين في الشكل 2، تم حصاد متعددة الأنسجة اللمفاوية (الدم والطحال والغدة الصعترية ونخاع العظام) من ماوس التي تم تعديلها مع CD4ζCAR. وCD4ζCAR المستخدمة في هذا البروتوكول يتضمن CD4 خيالية مستقبلات المستضد وGFP التي يمكن الكشف عنها من قبل مكافحة CD4 الأ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
مع سيارة، وبناء على شهادة الثانوية العامة حصانة المهندسة تكتسب زخما نحو الدراسات السريرية، فمن المهم أن يكون هناك نموذج حيواني المناسبة لدراسة عن كثب التمايز وظيفة هذه الخلايا المهندسة. في هذا البروتوكول وصفنا طرق لبناء واختبار الفئران أنسنة مع المعدلة وراثيا الخلايا الجذعية من المهندسة ضد فيروس نقص المناعة البشرية. من المهم أن يكون التنبيغ كفاءة الخلايا الجذعية قبل الزرع. ومع ذلك، ويرجع ذلك إلى قدرة الخلايا التائية على التكاثر عند التحقق من الخلايا المستهدفة، وكانت مستويات منخفضة...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
نود أن نشكر السيدة جيسيكا سيلاندر في توفير مساعد فني في صنع شخصياتنا. تم تمويل هذا العمل من خلال منح من NIAID / NIH ، المنحة رقم. RO1AI078806 ، مركز جامعة كاليفورنيا لأبحاث الإيدز (CFAR) ، رقم المنحة. P30AI28697 ، معهد كاليفورنيا للطب التجديدي ، منحة رقم. TR4-06845 ، الاتحاد الأمريكي لأبحاث الإيدز (amfAR) ، رقم المنحة. # 108929-54-RGRL ، وبرنامج ومبادرات أبحاث جامعة كاليفورنيا متعددة الحرم الجامعي ، مركز كاليفورنيا لاكتشاف الأدوية المضادة للفيروسات (CCADD)
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| مجموعة microbead CD34 | Miltenyi | 130-046-702 | لفرز الخلايا السلفية البشرية CD34 + |
| Bambanker | Wako | 302-14681 | لتجميد الخلايا |
| QIAamp مجموعة الحمض النووي الريبي الفيروسي | Qiagen | 52904 | لقياس الحمل الفيروسي في مصل |
| MACuant Flow Cellular | Miltenyi | لتحليل التدفق | |
| BD LSRFortessa & trade ؛ | BD biosciences | لتحليل التدفق | |
| Hyaluronidase | Sigma | H6254-500MG & nbsp ؛ | لهضم الأنسجة |
| Deoxyribonuclease I | ورثينجتون | LS002006 | لهضم الأنسجة |
| كولاجيناز | لايف | 17104-019 | لهضم الأنسجة |
| CFX نظام الكشف عن تفاعل البوليميراز المتسلسل في الوقت الحقيقي | Biorad | لقياس الحمل الفيروسي والتعبير الجيني | |
| للفئران ، سلالة NOD. Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl / SzJ | مختبر جاكسون | 5557 | لبناء الفئران المتوافقة مع البشر |
| البنسلين ستربتومايسين (Pen Strep) | ثيرمو فيشر 10378016 العلمي | لزراعة الخلايا | |
| بيبيراسيلين / تازوباكتام | فايزر | زوسين | الأمفوتريسين المضاد للفطريات |
| ب (الفطريات المضادة للفطريات) | ثيرمو فيشر العلمي | 15290-018 | مضاد للفطريات |
| مشابك الجرح Autoclip ، 9 مم - 1,000 وحدة | Becton Dickinson | 427631 | للجراحة |
| عباءات أورورا الجراحية المعقمة المقواة بولي ، 30 لكل حالة | Medline | DYNJP2707 | للجراحة |
| الغرز ، 4-0 ، vicryl ؛ | أوينز والصغرى | 23000J304H | للجراحة |
| منصات تحضير الكحول | أوينز وقاصر | 3583006818 | للجراحة |
| قفازات جراحية 6 1/2 | أوينز وقاصر | 4075711102 | لجراحة |
| Yssel' s مصل خالية من المصل T-Cell متوسط | الجوزاء المنتجات الحيوية | 400-102 | ل CD34 + نقل الخلايا |
| زلاليم المصل البشري ؛ | سيجما ألدريتش | A9511 | لنقل الخلايا CD34 + |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن