$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Xenotransplantation הפכה לאחת האסטרטגיות המבטיחות ביותר להתמודדות עם המחסור באיברים תורמים להשתלות. בשנים האחרונות, התקדמות מהירה בטכנולוגיות עריכה גנטית, אסטרטגיות ויסות חיסון והנדסה ביו-רפואית הובילה להתקדמות משמעותיתבתחום זה. בשלוש השנים האחרונות, צוותי מחקר רבים ברחבי העולם ערכו ניסויים קליניים העוסקים בהשתלת לב זרה בבני אדם, כולל שני מקרים של השתלת לב חזיר מהונדס גנטית באוניברסיטת מרילנד, ניסוי השתלת כליה לחזיר בבית החולים הכללי של מסצ'וסטס, וניסוי השתלת כליה באוניברסיטת ניו יורק 2,3,4,5 . למרות ההתקדמות חסרת התקדים הזו, דחיית מערכת החיסון נותרת האתגר המרכזי שמגביל את היישום הקליני של קסנוטרפלנצ'נטציה. אפילו עם איברי תורם מהונדסים גנטית אופטימליים מאוד ומשטרי דיכוי חיסון משולבים, הדחייה נותרת מכשול מרכזי. מחקרים עדכניים מצביעים על כך שדחייה חריפה היא מכשול קריטי בהשתלות זרים, המסווגת בעיקר לדחייה תאית חריפה (ACR) ודחייה חריפה בתיווך נוגדנים (AMR). ACR מתווך בעיקר על ידי תאי T, המאופיין בחדירה נרחבת של תאי T לתוך השתל, מה שמוביל לנזק ברקמה ולפגיעה בתפקוד. המנגנונים הבסיסיים שלו כוללים הצגת אנטיגנים קסנוגניים, הפעלת תאי T, ושחרור ציטוקינים דלקתיים 6,7. לעומת זאת, AMR מונע על ידי נוגדנים ספציפיים לתורם שנוצרו מראש או חדשים. נוגדנים אלו נקשרים לתאי האנדותל בתוך השתל, מפעילים את המשלים ותגובה חיסונית חזקה, מה שמוביל בסופו של דבר לפגיעה מיקרווסקולרית, קרישה וכישלון השתל 8,9,10. לכן, הבנה מעמיקה יותר של מנגנוני הדחייה הללו ופיתוח אסטרטגיות אימונו-רגולטוריות מדויקות יותר חיוניים לקידום ה-xenotransplantation ממחקר קדם-קליני ליישום קליני ארוך טווח.
כדי להתמודד עם אתגר הדחייה החריפה בהשתללות זרה, חיוני לחזור למחקר יסודי ולמחקרים פרה-קליניים כדי להבהיר את המנגנונים החיסוניים הבסיסיים. מודלים של בעלי חיים גדולים, במיוחד פרימטים לא-אנושיים (NHPs) וחזירים מהונדסים גנטית, היו בשימוש נרחב במחקר זנוטרנסטרנלציה בשל הדמיון האנטומי והפיזיולוגי הצמוד שלהם לבני אדם. מודלים אלו מספקים תובנות קריטיות לגבי מנגנוני דחיית מערכת החיסון ואסטרטגיות אימונומודולטוריות. עם זאת, יישומם מוגבל משמעותית בשל עלויות גבוהות, שיקולים אתיים ומורכבות הטיפול ארוך הטווח לאחר הניתוח. יתרה מזאת, השונות המשמעותית בתגובות החיסוניות בקרב NHPs משפיעה על השחזוריות של תוצאות הניסוי 11,12,13. בעוד שמודלים של בעלי חיים גדולים נשארים חיוניים לתרגום קליני, מגבלות היתכנות וניסוי ועקביות מדגישות את הצורך הדחוף במודלים בעלי חיים קטנים חסכוניים, ניתנים להרחבה ורלוונטיים מכנית יותר.
בהתחשב באתגרים אלו, מודלים של בעלי חיים קטנים זוכים לחשיבות גוברת במחקר הזנוטרפלנטציה בשל עלותם הנמוכה, מחזורי הניסוי הקצרים והקלות ביישום בקנה מידה גדול. מודלים אלה לא רק מספקים פלטפורמה חיונית לחקר מנגנוני דחיית חיסונים, אלא גם משמשים גשר קריטי בין מחקרים במבחנה לניסויים בבעלי חיים גדולים, ומסייעים לחקירה מדויקת יותר של אסטרטגיות אימונו-רגולטוריות. במחקר זה הוקמו שני מודלים סטנדרטיים של השתלת זרים בעכברים המדמים במיוחד ACR ו-AMR. כדי להבטיח שחזוריות ועקביות, יושמו פרוטוקול ניתוחי סטנדרטי לשלושה אנשים וגישה מסודרת של קו הייצור ליצירת מודלים. תהליך עבודה סטנדרטי זה ממזער שונות תלויה במפעיל, ומוביל למודלים אחידים מאוד של השתלת לב. שיפורים אלו מספקים פלטפורמה אמינה לחקירות מכניות ולהערכת אסטרטגיות מדכאות חיסון חדשניות. פרוטוקול זה מתאים במיוחד לחוקרים המבצעים מחקרים על בעלי חיים קטנים על מנגנוני חיסון של קסנוטרפלנסטציה ועל הערכת אסטרטגיות מדכאות חיסון. הוא מציע יתרונות כגון עלות נמוכה, שחזוריות גבוהה ותהליך עבודה סטנדרטי, המספק בסיס ניסויי אמין למחקרים עתידיים על בעלי חיים גדולים ופרה-קליניים.