המטופל נגזר xenografts (PDX) הם חזקים מודל vivo לחקר הייצור של תאים hematopoietic הממאירים נורמלי בסביבה יונקים "יליד". לרוב, PDX מיוצרים על ידי הזרקת או השתלת תאים אנושיים לעכברים חסרי מערכת החיסון. הייצור של PDX באמצעות תאי גזע האדם hematopoietic רגיל מאפשר במחקרים vivo של דם אדם נורמלי ופיתוח תאים החיסון. PDX המיוצר מלוקמיה או תאי סרטן אחרים מאפשרים ללמוד מנגנונים oncogenic ולזהות טיפולים יעילים בהקשר של מגוון של נופים גנטיים ומוטציות הנוכחי באוכלוסייה האנושית. 1 כתוצאה מכך, PDX הם תקן הזהב הנוכחי עבור מחקר ביו-רפואי translational כדי לזהות טיפולים יעילים וכלי חשוב להבנת מנגנוני התקדמות סרטן. מודלים PDX הם כלי חיוני כדי לסייע במחקר לתוך מחלות פערים בריאותיים עקב ספציפיות נגעים גנטיים, או כל מחלה שבה הווריאציות של הנוף הגנטי של המטופל יכולות לתרום באופן משמעותי לאונקוגנזה ולתוצאות הטיפול.
עכבר האדם מודלים PDX אפשריים בגלל ציטוקינים רבים העכבר כראוי לחקות האנלוגים האנושיים שלהם הפעלת קולטנים ציטוקינים של תאים אנושיים בזמן שהם בתוך העכבר. לדוגמה, אינטרליוקין -7 (IL-7) מספק אות קריטי לפיתוח תאי B. 2 במקרה זה, עכבר IL-7 יש מספיק הומולוגיה עם IL-7 האנושי כי ציטוקין העכבר מגרה נתיבי איתות בבשר מבשר התא האנושי. 5 , 6 , אשר בין ציטוקינים אחרים (IL-3, גרנולוציטים-מקרופאג מושבה גורם מגרה (GM-CSF), גורם תא גזע (SCF) ,Ref 7 "חשוב לייצור תאים הומאופויטים נורמליים וממאירים, כאשר ציטוקינים של עכברים ושל בני אדם מציגים הומולוגיה נמוכה, הציטוקינים של העכבר אינם מפעילים את הקולטנים שלהם על תאים אנושיים.כדי להתגבר על מכשול זה, נעשה שימוש במספר אסטרטגיות כדי להביע את הביטוי של ציטוקינים אנושיים בעכברים PDX.זה כולל הזרקה של ציטוקינים אנושיים רקומביננטי, הזרקת הידרודינמית של דנ"א, ביטוי lentiviral, ביטוי מהונדס תחליף הגן knockin 7. דוח זה מתאר שיטה להנדסה PDX לייצר ציטוקינים אנושיים באמצעות stromal בתיווך משלוח ציטוקינים ( איור 1 ).
בשיטה הפגינו כאן, עכברים PDX מתוכננים להביע את הציטוקין האנושי, TSLP, או לשמש שולטת ציטוקינים שלילי. TSLP- להביע PDX מושגות על ידי זריקות intraperitoneal שבועי של תאים stromal כי כבר transduced להביע רמות גבוהות של TSLP האדם.ציטוקינים שלילי PDX "שליטה" עכברים הם מהונדסים באופן דומה; אם כי stroma שליטה transduced עם וקטור שליטה. שיטה זו משיגה רמות פיזיולוגיות נורמלי של TSLP האדם בעכברים PDX מוזרק עם stroma TSLP. לא TSLP לזיהוי הוא ציין בעכברים PDX קבלת stroma ציטוקינים שלילי. בחרנו את קו התא האנושי stromal HS-27A עבור המחקר שלנו כי הוא גדל בחוזקה בתרבות מראה רמה נמוכה מאוד של ייצור ציטוקינים כי אינו תומך התפשטות של תאים אב מבודד cocultures. 8 עבור הביטוי TSLP האנושי, stroma היו transduced עם הדור מתקדם עצמית- inactivating וקטור lentiviral נגזר עמוד שדרה שתואר בעבר, 9 וכולל את האלמנט cPPT / CTS ואת הפטיטיס וודצוק שלאחר אלמנט תמלילי שלאחר (WPRE) כדי להגדיל את הביטוי transgene. הגן TSLP האנושי נבנה לתוך וקטור זה תחת שליטה של גורם הארכה -1(EF-1) מקדם אלפא כדי להשיג ביטוי חזק, מכונן, לטווח ארוך.
ההנדסה של אדם זה ציטוקינים משופרת PDX מודל מורכב של 4 שלבים עיקריים. ראשית, transduced stransa מורחבות במבחנה ולהעריך על ידי אנזים מקושרים immunayorbent assay (ELISA) לייצור יציב, ברמה גבוהה ציטוקינים. שנית, פעילות של ציטוקינים אנושיים המיוצרים על ידי תאים סטרומה transduced (וחוסר פעילות ציטוקינים מ stroma שליטה) מאומת באמצעות cytometry זרימת phospho. תאים תאים ידועים להגיב לציטוקינים של עניין (במקרה זה, TSLP) מודגרת עם supernatant תא סטרומה assayed עבור זירזום המושרה ציטוקינים. שלישית, עכברים מוזרקים עם stroma האדם transduced ולאחר מכן פלזמה העכבר מוערך על ידי ELISA עבור רמות של ציטוקינים האדם על בסיס שבועי. הרביעי, תאים hematopoietic האדם מושתלים ואת ההשפעות תפקודית vivo של הציטוקין האנושי מוערכת על יעד ידוע ( לדוגמה. אוכלוסיית תאים).

איור 1: PDX דגם מתוכנן לייצר ציטוקינים אנושיים אקסוגניים בעכברים. ( 1A ) ניסוי עיצוב ולהשיג transduced תאים סטרומה האדם ( 1B ) השגת תאים אנושיים (תאי גזע hematopoietic, תאי לוקמיה, וכו ' ) כדי לייצר עכברים PDX (שנבע מטופל xenograft) עכברים. ( 2A ) להזריק סטרומה מהונדסים ( 2B ) להשתלות תאים אנושיים לתוך עכברים לקוי החיסון לפי לוח הזמנים הניסויי. ( 3A-B ) צג ריכוזי ציטוקינים ב supernatant stroma ואת פלזמה העכבר על ידי ELISA. ( 4 ) קציר תאים אנושיים ולהעריך את ההשפעות תפקודית vivo של ההווה ציטוקינים האדם PDX. בבקשה לחץ כאןכדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.
משלוח של ציטוקינים אנושיים באמצעות תאים סטרומה מציע גם יתרונות וחסרונות בהשוואה לשיטות אחרות של אספקת / ייצור ציטוקינים אנושיים בעכברי PDX. לעומת הזרקה של ציטוקין אנושי רקומביננטי, מתן סטרומה מתווכת הוא בדרך כלל פחות יקר (העלות של תרבות התא סטרומה הוא פחות מאשר העלות של ציטוקין רקומביננטי) ופחות עבודה אינטנסיבי (הזרקת אחת בשבוע לעומת הזרקות מרובות בשבוע). הנושא של מחצית החיים ציטוקינים קצר הוא גם להקל מאז stroma לייצר ללא הרף את הציטוקינים אקסוגני. משלוח של ציטוקינים באמצעות הזרקה הידרודינמית של דנ"א עשוי להיות זול יותר מאשר משלוח באמצעות stroma. עם זאת, הוא חולף באופן דומה עשוי לדרוש יותר מיומנות טכנית מאשר הזרקת intraperitoneal שבועי פשוט נדרש עבור משלוח stroma בתיווך. ביטוי גנטי lentiviral העכבר עשוי לספק פחות traהשיטה המקובלת של משלוח ציטוקינים; עם זאת, בידינו רמות TSLP פיזי לא הושגו. בנוסף, שיטה זו היא עבודה אינטנסיבית, הדורשת ייצור רציף של וקטור lentiviral. עכברים מהונדס או לדפוק ב להציע יציבה לטווח ארוך ביטוי של ציטוקינים והוא יכול להיות מהונדסים עבור ביטוי רקמות ספציפיות, אשר יכול להיות יתרון. מצד שני, הביטוי הטרנסגני של הגן ציטוקינים האדם על רקע עכבר לקוי החיסונית הנדרשת עכברים PDX, מחייב השקעה עצומה של משאבים לפני הערך של המודל הוקם. יתר על כן, מודלים מהונדס אינם מאפשרים בדרך כלל את האפשרות של שינוי העיתוי של חניכה ציטוקינים או רמת הייצור ציטוקינים vivo . אלה יכולים להיות מושגת עם משלוח stroma בתיווך פשוט על ידי שינוי נקודת הזמן ליזום הזרקת תא סטרומה או מינון של תאים סטרומה מוזרק.
התאים סטרומה בתיווך ציטוקין בתיווךOd מפורט כאן שימש לפתח PDX להערכת התפקיד של TSLP ב נורמלי התא האנושי B התפתחות 4 , 6 ו בסיכון גבוה B- תאי לוקמיה לימפובלסטית חריפה. שיטה זו מספקת שיטת חלופה לציטוקינים חלופיים לשימוש בהפקת מודלים דומים עם ציטוקינים אנושיים שאינם TSLP. מודל זה יכול גם להיות שימושי עבור יצירת נתונים ראשוניים שיכולים לעזור לקבוע אם הערך של ציטוקינים מהונדס ציטוקינים או ציטוקין לדפוק ב- PDX המודל יהיה ראוי להשקעה זמן וכסף משמעותי.