Los modelos de cáncer de ratón son importantes para establecer mecanismos básicos de crecimiento tumoral y escape inmune. Sin embargo, los estudios de tratamiento del cáncer en modelos de ratón han producido una traducción finita a la clínica debido a los modelos singénicos limitados y las diferencias específicas de la especie 1,2. La aparición de inmunoterapias como un enfoque dominante para controlar los tumores ha reiterado la necesidad de un modelo in vivo con un sistema inmune humano funcional. Los avances en ratones del sistema inmune humano (ratones HIS) durante la última década han hecho posible estudiar inmunooncología in vivo en una amplia variedad de tipos de cáncer y agentes inmunoterapéuticos 3,4,5,6. Los modelos tumorales humanos, incluidos los xenoinjertos derivados de líneas celulares y derivados de pacientes (CDX y PDX, respectivamente), crecen bien en ratones HIS y en la mayoría de los casos son casi idénticos a su crecimiento en el huésped inmunodeficiente que carece de injerto hematopoyético humano 7,8. Con base en este hallazgo clave, los investigadores han estado utilizando el modelo de ratón HIS para estudiar inmunoterapias humanas, incluidas las terapias combinadas diseñadas para alterar el microambiente tumoral (TME) para disminuir la inmunosupresión y, por lo tanto, mejorar la destrucción tumoral dirigida por el sistema inmunitario. Estos modelos preclínicos ayudan a abordar los problemas de heterogeneidad de los cánceres humanos, y también pueden predecir el éxito del tratamiento, así como monitorear las toxicidades de los medicamentos relacionados con el sistema inmunitario 9,10.
La producción de un modelo de ratón con un sistema inmune humano mediante la introducción de células madre hematopoyéticas humanas requiere un ratón inmunodeficiente receptor que no rechace el xenoinjerto. Los modelos actuales de ratón HIS se derivan de cepas de ratón inmunodeficientes que se informaron hace más de 30 años. La primera cepa de ratón inmunodeficiente descrita fueron ratones SCID que carecían de células T y B11, seguidos de un híbrido NOD-SCID con un polimorfismo SIRPα responsable de la tolerancia de los macrófagos de ratón a las células humanas, debido al aumento de la unión del alelo NOD SIRPα a la molécula CD47 humana12,13. A principios de la década de 2000, la deleción de la cadena gamma común del receptor de IL-2 (IL-2Rγc) en cepas inmunodeficientes BALB/c y NOD fue un cambio de juego para el injerto humano mejorado, debido a las deleciones genéticas que prohíben el desarrollo de células NK huésped14,15,16,17. Modelos alternativos, como ratones BRG y NRG, logran deficiencia de células T y B a través de la deleción del gen Rag1 o Rag2, requerido para los reordenamientos de los genes receptores de células T y B y, por lo tanto, la maduración y supervivencia de los linfocitos18,19. El ratón BRGS (BALB/c -Rag2 nullIl2RγCnullSirpα NOD) utilizado aquí combina la deficiencia de la cadena IL-2Rγ y el aleloNOD SIRPα en el fondo Rag2-/-, lo que resulta en un ratón altamente inmunodeficiente sin células T, B o NK, pero con suficiente vigor y salud para permitir un injerto a largo plazo de más de 30 semanas13.
Los ratones HIS se pueden generar de múltiples maneras, siendo la inyección humana de PBMC el método más directo15,18,20. Sin embargo, estos ratones tienen una expansión pronunciada de células T humanas activadas que resulta en la enfermedad de injerto contra huésped (EICH) a las 12 semanas de edad, lo que impide estudios a largo plazo. Alternativamente, las células madre hematopoyéticas humanas de la sangre del cordón umbilical (CB), la médula ósea y el hígado fetal también se pueden usar para el injerto y la producción del sistema inmunológico humano de novo. En este sistema, las células madre hematopoyéticas producen un sistema inmune humano de múltiples linajes con la generación de células T, B e inmunitarias innatas que son significativamente tolerantes al huésped del ratón, en comparación con los ratones PBMC que desarrollan principalmente células T. Por lo tanto, la EICH está ausente o muy retrasada, y los estudios pueden extenderse a ratones de hasta 10 meses de edad. CB proporciona una fuente fácil, accesible y no invasiva de células madre hematopoyéticas humanas CD34+ que facilita el injerto de múltiples ratones HIS con sistemas inmunes genéticamente idénticos 17,18,20,21. En los últimos años, los modelos de ratón HIS se han utilizado ampliamente para estudiar la inmunoterapia y el TME 3,4,5,6. A pesar del desarrollo de sistemas inmunes derivados humanos en estos ratones, los tumores de xenoinjerto humano crecen a tasas similares en comparación con los ratones inmunodeficientes de control y permiten la compleja interacción entre las células cancerosas y las células inmunes, lo cual es importante para mantener el microambiente del PDX injertado 3,7,8 . Este protocolo se ha utilizado para realizar más de 50 estudios que prueban tratamientos en ratones HIS-BRGS con PDX y CDX. Una conclusión importante es que los tumores humanos en los ratones HIS mantienen su TME único definido por la evaluación molecular del tumor en relación con la muestra inicial del paciente y las características del infiltrado inmune 3,22,23. Nuestro grupo se centra en la evaluación en profundidad del HIS tanto en los órganos inmunes como en el tumor mediante citometría de flujo multiparamétrica. Aquí, describimos un protocolo para la humanización de ratones BRGS, evaluación de quimerismo, implantación de tumores humanos, mediciones de crecimiento tumoral, administración de tratamiento del cáncer y análisis de las células HIS por citometría de flujo.