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Induktion und Bewertung der Graft-Versus-Host-Krankheit in einem xenogenen Murine-Modell und Quantifizierung menschlicher T-Zellen in Mausgeweben mit digitaler PCR

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DOI:

10.3791/59107

23. Mai 2019

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Hier stellen wir ein Protokoll zur Induzieren und Bewertung von Krankheiten bei einem xenogenen Transplantat-versus-Host-Krankheitsmodell (XenoGVHD) vor. xenoGVHD bietet ein In-vivo-Modell zur Untersuchung der Immunsuppression menschlicher T-Zellen. Darüber hinaus beschreiben wir, wie man menschliche T-Zellen in Geweben mit digitaler PCR als Werkzeug zur Quantifizierung der Immunsuppression erkennt.

Zusammenfassung

Akute Transplantat-versus-Host-Krankheit (GVHD) ist eine signifikante Einschränkung für Patienten, die hämatopoetische Stammzelltransplantation als Therapie für hämatologische Mängel und Bösartige Nagenzen erhalten. Akute GVHD tritt auf, wenn Spender-T-Zellen Wirtgewebe als fremdes Antigen erkennen und eine Immunantwort auf den Wirt montieren. Aktuelle Behandlungen beinhalten toxische immunsuppressive Medikamente, die Patienten anfällig für Infektionen und Rezidiven machen. Daher gibt es laufende Forschung, um eine akute GVHD-Therapie zu bieten, die effektiv auf Spender-T-Zellen abzielen und Nebenwirkungen reduzieren kann. Ein Großteil dieser präklinischen Arbeit verwendet das xenogene GVHD (XenoGVHD) murinen Modell, das es ermöglicht, immunsuppressive Therapien an menschlichen Zellen zu testen, anstatt murine Zellen in einem In-vivo-System. Dieses Protokoll beschreibt, wie XenoGVHD induziert werden kann und wie man die klinische Bewertung blind und standardisiert, um konsistente Ergebnisse zu gewährleisten. Darüber hinaus beschreibt dieses Protokoll, wie digitale PCR verwendet werden, um menschliche T-Zellen in Mausgeweben zu erkennen, die anschließend zur Quantifizierung der Wirksamkeit getesteter Therapien verwendet werden können. Das xenoGVHD-Modell bietet nicht nur ein Modell zum Testen von GVHD-Therapien, sondern jede Therapie, die menschliche T-Zellen unterdrücken kann, die dann auf viele entzündliche Erkrankungen angewendet werden könnten.

Einleitung

Allogene hämatopoetische Stammzelltransplantation (HSCT) ist zu einer Routinebehandlung für Patienten geworden, die an hämatologischen Malignomen wie Leukämie mit schlechter Prognose leiden. Eine signifikante Komplikation von HSCT ist die akute Transplantat-gegen-Wirt-Krankheit (GVHD). Eine Studie aus dem Jahr 2012 berichtete, dass akute syZUde GVHD bei 39 % der HSCT-Patienten, die Transplantationen von Geschwisterspendern erhielten, und 59 % der Patienten, die Transplantationen von nicht verwandten Spendern erhielten, entwickelt wurde1. Akute GVHD tritt auf, wenn von Spendern abgeleitete T-Zellen die Organe des Empfängers angreifen. Die einzig....

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Protokoll

Alle Mausexperimente wurden in Übereinstimmung mit Zustimmung des University of Kansas Medical Center Institutional Animal Care and Use Committee durchgeführt. Alle gesunden menschlichen Blutproben wurden mit informierter Zustimmung und mit Zustimmung des Institutional Review Board am University of Kansas Medical Center gewonnen.

1. Bestrahlung von NSG-Mäusen

  1. Einen Tag vor der PBMC-Injektion bestrahlen 8–12 Wochen alte NSG-Mäuse (entweder Geschlecht kann verwendet werden). In einem sterilen Biosicherheitsschrank Mäuse in einen sterilisierten Tortenkäfig oder Mikroisolator legen. Bestrahlung von Mäusen in einer Cs137-Quelle

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Ergebnisse

Sublethal bestrahlte 8-12-Wochen alte NSG-Mäuse beiderlei Geschlechts, die menschliches PBMC erhielten, begannen mit der Anzeige klinischer Anzeichen von GVHD um Tag 10 nach der Injektion im Vergleich zu Negativkontrollmäusen, die nur PBS erhielten (Abbildung 1A). XenoGVHD-Mäuse hatten ein medianes Überleben von 23,5 Tagen (Abbildung1B). Mit digitaler PCR konnten CD3-Epsilon-positive menschliche T-Zellen in der Lunge und Leberpro.......

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Diskussion

Die Krankheitsprogression ist im XenoGVHD-Modell im Allgemeinen konsistent, selbst bei Injektion von PBMC von verschiedenen Spendern, so dass mehrere Experimente kombiniert werden können. Die wichtigsten Schritte, die erforderlich sind, um diese Konsistenz zu erhalten, sind die richtige i.v. Injektionstechnik, Blendung und konsistente Bewertung. Eine Studie von Nervi et al.25 zeigte, dass im Vergleich zur intravenösen Schwanzveneninjektion retro-orbitale Injektionen von PBMC zu einer konsistentere.......

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Offenlegungen

Es wurden keine Interessenkonflikte angemeldet.

Danksagungen

Wir möchten das Labor von Lane Christenson für die Bereitstellung der digitalen PCR-Maschine, die in diesen Experimenten verwendet wird, und für die technische Unterstützung würdigen. Wir danken auch Dr. Thomas Yankee für seine Beratung und Mentoring. Diese Studien wurden von der Tripp Family Foundation unterstützt.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
1,5 mL Eppendorf RöhrchenFisher05-408-129
10 mL serologische PipetteVWR International89130-898
10mL BD Vacutainer - Grün mit Natrium-Heparin bedecktBecton Dickinson366480
250 µ L Ranin PipettenspitzenRainin17001118Verwenden Sie keine anderen Pipetten oder Pipettenspitzen für die Tröpfchenerzeugung
50 mL konisches RöhrchenVWR International89039-656
96-Well ddPCR-PlatteBio-Rad12001925
ACK (Ammonium-Chlorid-Kalium) Lysing BufferLonza10-548EOptionale
AlkoholtücherFisher Scientific6818
AnästhesiekammerWorld Precision InstrumentsEZ-178Zur Verfügung gestellt von Tiereinrichtung
AnästhesiemaschineParkland ScientificPM1002Zur Verfügung gestellt von Tiereinrichtung
BD Vacutainer Safety-Lok BlutentnahmesetBecton Dickinson367281
DG8 Kartuschen und Dichtungen für QX100/QX200 TröpfchengeneratorBio-Rad1864007
DNAse und RNAse frei Molecular Grade H2OLife Technologies1811318
Ethylalkohol, rein, 200 proof, für die MolekularbiologieSigma-AldrichE7023-500ML
Fötales RinderserumAtlanta BiologicalsS11150
FicollFisher Scientific45001750
InsulinspritzeFisher Scientific
IsofluranSigma-AldrichCDS019936Bereitgestellt von der Tiereinrichtung
Flüssiger StickstoffN/AN/A
Maus BestrahlungskuchenKäfig Braintree Scientific, Inc.MPC 1Hält bis zu 11 Mäuse
Nexcare Gentle Paper Tape (auch bekannt als 3M Micropore Surgical Tape / 3/4")Fisher Scientific19-027-761
P1000 PipettiererMidSciA-1000
P200 PipettiererMidSciA-200
Durchstechbare Folie HeißsiegelBio-Rad1814040
Pipetaid Gilson MacromanFisher Scientific
Pipet-Lite Multi-Pipette L8-200XLS+Rainin17013805Verwenden Sie keine anderen Pipetten oder Pipettenspitzen zur Tröpfchenerzeugung
Qiagen DNeasy Blut- und GewebekitQiagen69506
qPCR-PlattenVWR International89218-292
QX200 Tröpfchen-Digital-PCR-SystemBio-Rad12001925Enthält Tröpfchengenerator, Tröpfchenleser, Laptop, Software, zugehörige Verbrauchsmaterialien für EvaGreen oder sondenbasierte digitale PCR-Anwendungen
QX200 Tröpfchenerzeugungsöl für EvaGreenBio-Rad1864006
QX200 ddPCR EvaGreen SupermixBio-Rad1864033
RNase- und DNase-freie PlattendichtungThermo Scientific12565491
RPMI Advanced 1640Life Technologies12633012
Sterile Mullbinden (2" x 2", 12-lagig)Fisher Scientific67522
Sterile phosphatgepufferte KochsalzlösungFisher Scientific21040CV
Steriles ReservoirVWR International89094-662
Chirurgische SchereKent ScientificINS600393-4
Chirurgische ZangeKent ScientificINS650914-4
329424F110756

Referenzen

  1. Jagasia, M., et al. Risk factors for acute GVHD and survival after hematopoietic cell transplantation. Blood. 119 (1), 296-307 (2012).
  2. Bolanos-Meade, J., et al. Phase 3 clinical trial of steroids/mycophenolate ....

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Schlagwörter

Quantifizierung menschlicher T Zellenmononukle re Zellen des peripheren Blutesstromale vaskul re FraktionDurchflusszytometrieklinisches ScoringGewebeverdauungZellisolation

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