Ein markierungsfreies Xenotransplantat-Modell zur Untersuchung des Verhaltens von menschlichen Stammzell-Sphäroiden in Kükenembryonen

Ingrid Rosenburg Cordeiro; José Marques de Brito Neto

doi:10.3791/63067

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Methodenartikel

Ein markierungsfreies Xenotransplantat-Modell zur Untersuchung des Verhaltens von menschlichen Stammzell-Sphäroiden in Kükenembryonen

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DOI:

10.3791/63067

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15. Oktober 2021

Ingrid Rosenburg Cordeiro¹^,² , José Marques de Brito Neto¹

¹Morphological Sciences Program, Biomedical Sciences Institute, Federal University of Rio de Janeiro, ²Department of Life Science and Technology, Tokyo Institute of Technology

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Hier beschreiben wir eine Methode zur Transplantation und Identifizierung von menschlichen Zellsphäroiden in Hühnerembryonen. Dieses Xenotransplantat-Modell nutzt die embryonale Mikroumgebung als Quelle für instruktive Signale, um Zellmigration, Differenzierung und Tropismus zu testen, und eignet sich besonders für die Untersuchung von primären und/oder heterogenen Zellpopulationen.

Zusammenfassung

Xenotransplantate sind wertvolle Methoden, um das Verhalten menschlicher Zellen in vivo zu untersuchen. Insbesondere die embryonale Umgebung liefert Hinweise auf Zellmigration, Differenzierung und Morphogenese, mit einzigartigen instruktiven Signalen und Keimblattidentität, die in adulten Xenotransplantatmodellen oft fehlen. Darüber hinaus können embryonale Modelle nicht zwischen Selbst- und Nicht-Selbstgewebe unterscheiden, wodurch das Risiko einer Abstoßung des Transplantats und die Notwendigkeit einer Immunsuppression des Wirts eliminiert werden. In diesem Artikel wird eine Methodik zur Transplantation von Sphäroiden menschlicher Zellen in Hühnerembryonen vorgestellt, die zugänglich und manipulierbar sind und sich bei 37 °C entwickeln.

Sphäroide ermöglichen die Auswahl einer bestimmten Region des Embryos für die Transplantation. Nach der Transplantation werden die Zellen in das Wirtsgewebe integriert, so dass ihre Migration, ihr Wachstum und ihre Differenzierung verfolgt werden können. Dieses Modell ist flexibel genug, um die Nutzung verschiedener adhärenter Populationen zu ermöglichen, einschließlich heterogener primärer Zellpopulationen und Krebszellen. Um die Notwendigkeit einer vorherigen Zellmarkierung zu umgehen, wird auch ein Protokoll zur Identifizierung von Spenderzellen durch Hybridisierung von humanspezifischen Alu-Sonden beschrieben, was besonders bei der Untersuchung heterogener Zellpopulationen wichtig ist. Darüber hinaus können DNA-Sonden leicht angepasst werden, um andere Spenderarten zu identifizieren. Dieses Protokoll beschreibt die allgemeinen Methoden zur Präparation von Sphäroiden, zur Transplantation in Hühnerembryonen, zur Fixierung und Verarbeitung von Gewebe für die Paraffinsektion und schließlich zur Identifizierung der menschlichen Zellen durch DNA-in-situ-Hybridisierung . Vorgeschlagene Kontrollen, Beispiele für die Interpretation von Ergebnissen und verschiedene Zellverhaltensweisen, die getestet werden können, werden zusätzlich zu den Einschränkungen dieser Methode diskutiert.

Einleitung

Xenotransplantate sind nützliche Werkzeuge, um das Verhalten menschlicher Zellen in vivo zu untersuchen. Diese Modelle haben unschätzbare Informationen für eine Vielzahl von wissenschaftlichen Themen geliefert, wie z.B. die Biologie menschlicher Stammzellen¹, die Beobachtung zellulärer Ereignisse in Echtzeit² und die Untersuchung der Tumorangiogenese und Metastasierung³. Darüber hinaus wurden verschiedene Aspekte der Krebsbiologie, einschließlich der Tumorgenese von patientenspezifischen Xenotransplantaten, untersucht ^4,5