הזרקה תוך-פמורלית של תאי גזע ותאי אב המטופויטיים אנושיים לעכברים מדוכאי חיסון
8 בדצמבר 2023
זריקות תוך פמורליות מאפשרות קליטה של מספר קטן של תאי גזע ותאי אב המטופויטיים (HSPCs), על ידי הצבת התאים ישירות בחלל מח העצם. כאן אנו מתארים פרוטוקול ניסיוני של הזרקה תוך-פמורלית של HSPCs אנושיים לעכברים מדוכאי חיסון.
העניין שלנו הוא חקר המטופויזה אנושית בריאה לאורך חיים שלמים מהעובר ועד לקשישים. לדוגמה, אנו חוקרים את הכבד בעובר ואת מח העצם ואת הדם ההיקפי אצל המבוגר. אנו חושבים שחשוב לחקור את ההקשר הבריא כדי לעזור לנו להבין מה משתבש במחלה.
ישנן גישות רבות של אוניקס חד-תאי שקידמו את התחום בשנים האחרונות, אך אלו פועלות לצד ניסויי השתלה ולא מחליפים אותם הבוחנים את תפקודם של תאי גזע. על ידי הזרקת תאי גזע דם ותאי אב ישירות לתוך עצם הירך, אנו עוקפים את שלב הביות של זריקות תוך ורידי. התאים כבר נמצאים בסביבתם הטבעית, ולכן לעתים קרובות יש לנו קליטה הרבה יותר גבוהה.
אנו רוצים לספק מבט כמותי על האופן שבו תאי גזע מדם מתפתחים במהלך חיי האדם, כיצד הם מושפעים מאירועים כגון דלקת או זיהומים, ולבסוף, כיצד מוטציות מצטברות עם הגיל, כיצד הן מעצבות מחדש את תפקוד תאי הגזע בדם, וכיצד זה גורם לנו למחלות הקשורות לגיל.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מחקר זה בוחן את הדינמיקה של תאי גזע ופרוגניטורים המטופואטיים (HSPCs) לאורך ההתפתחות האנושית, תוך שימוש בהזרקה תוך-פמורלית בעכברים עם חסר חיסוני כדי לשפר את השתךנות התאים. באמצעות השמה של HSPCs ישירות בתוך מחולק העצם, המחקר שואף לשפר את הבנתנו לגבי התפתחות תאי דם נורמלית והשפעת הגיל ומחלות.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מחקר
- ביולוגיה של תאי גזע
- המטופואזה אנושית
- מידול מחלות
רקע
- המטופויזה אנושית בריאה נחקרת משלבים עובריים ועד לגיל זקנה.
- הבנת ההקשר הבריא מסייעת בפענוח מנגנוני מחלות.
- ניסויי השתלה מספקים תובנות פונקציונליות לגבי התנהגות תאי גזע.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- הזרקה תוך-ירכית של HSPCs אנושיים
- מודל עכבר עם חסר חיסוני
- טכניקות לתרבית והכנת תאים
תוצאות עיקריות
- הזרקה ישירה מובילה לקצב השתבנות גבוה יותר של תאי גזע.
- מספקת פרספקטיבה כמותית על הזדקנות ותפקוד תאי גזע.
- מדגישה את השפעתם של גורמים חיצוניים, כגון דלקת, על תאי גזע.
מסקנות
- המחקר מדגים שיטות יעילות להשתקת HSPC.
- מספק תובנות לגבי התפתחות תאי גזע של הדם ונטייה למחלות.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
הזרקה תוך-ירכית (intrafemoral) ישירה של תאי שם ופרוגניטורים המטופואטיים אנושיים (HSPCs) לעכברים עם מערכת חיסונית לקויה מאפשרת תיקוף פונקציונלי מדויק של אוכלוסיות תאי שם בהקשר של in vivo הרלוונטי למחלה. גישה זו משפרת את יעילות השתרשות התאים, ובכך תומכת בהערכה כמותית חסונה של המטופואזה אנושית בשלבי התפתחות והזדקנות. השיטה מחזקת את הביטחון החזוי בקווי גילוי מוקדמים ובמסלולי מחקר תרגומיים על ידי הפחתת השונות הביולוגית ושיפור העוצמה הסטטיסטית.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר חקירה תפקודית קפדנית של אוכלוסיות HSPC אנושיות in vivo.
- תומך בהפחתת סיכונים מכניסטית על ידי עקיפה של שונות בהגירה (homing) הנראית במודלים תוך-ורידיים.
- מקל על הערכה כמותית של התפתחות תאי גזע ותגובתם למגעי מאמץ ביולוגיים.
- משפר את הביטחון החזויי לאימות מטרות במחקר המטופואטי.
סריקה ופיתוח בדיקות
- מספק מערכת in vivo מתוקתקת להערכת השתקעות של תאי גזע ותוצרי השושלת התאית.
- משפר את השחזוריות של הבדיקה על ידי סטנדרטיזציה של העברת התאים ישירות לנישה של מחולל הגג.
- מאפשר מדידה כמותית של הרכב השתבל הרב-שושלתי באמצעות פלוו Cytometry.
- תומך בתהליכי Xenotransplantation הניתנים להרחבה לצורך סריקת תרכובות או סריקה גנטית.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתואם עם מידול של המטופואזיס אנושי הרלוונטי למחלות ועם תפקוד לקוי הקשור לגיל.
- מאפשר רצף מממצאים בשלב הגילוי ועד לתיקוף פרה-קליני של היפותזות טיפוליות.
- תומך בהחלטות קידום מותאמות סיכון באמצעות אספקת נתונים תפקודיים חסונים in vivo.
- מקל על פיתוח ביומרקרים תרגומיים באמצעות מדדי השתחה (engraftment) כמותיים.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד
פרוטוקול הזרקה תוך-ירחית זה ממוקם במפגש שבין גילוי ראשוני, תיקוף מטרה ומודלים פרה-קליניים בתוך רצף המחקר ההמטופואטי.
- ביולוגיה של גילוי: תומך בבדיקת היפותזות על תפקוד תאי גזע, הזדקנות ונטייה למחלות במסגרת in vivo מבוקרת.
- סריקה: מספק נתוני השתקה (engraftment) כמותיים וניתנים לשחזור, המתאימים לסריקות גנטיות או של תרכובות בהמשך התהליך.
- אנליטיקה: מאפשר מדידה מבוססת ציטומטריה של זרימה (flow cytometry) של שיקום רב-שורתי וגודל השתקה לצורך ניתוח השוואתי.
- מחקר תרגומי: מספק פלטפורמה למידול המטופואזה אנושית ולהערכת סמנים ביולוגיים (biomarkers) תרגומיים של בריאות תאי גזע.
- שימוש חוזר ארגוני: מציע פרוטוקול סטנדרטי וניתן להרחבה, הניתן להתאמה למגוון תכנוני ניסויים ומקורות של תאי תורם.
השפעה תפעולית ועסקית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי ומפחית עמימות מכניסטית במחקר תאי גזע.
- ערך תפעולי: משפר את הסטנדרטיזציה, השחזוריות והיכולת להרחבה של בדיקות השתחית (engraftment) in vivo.
- ערך אסטרטגי: מאפשר קבלת החלטות מושכלת יותר לגבי המשך או הפסקה של ניסויים (go/no-go) ומשפר את היעילות ההונית על ידי הפחתת השימוש בבעלי חיים.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתיעודוף מותאם סיכונים ובקידום של מטרות המטופאלות בשינויים המטופואטיים ואסטרטגיות טיפוליות.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בניתוחים בבעלי חיים קטנים ובטכניקות השתלה in vivo.
- דורש גישה למודלים של עכברים עם מערכת חיסונית לקויה ותשתית לציטומטריה זרימה.
- מחייב סטנדרטיזציה בין-צוותית של פרוטוקולי הכנת תאים והזרקה.
- ניתן להתאמה לתאי תורם אנושיים או של עכברים לצורך צרכים ניסויים מגוונים.
- מגבלות פוטנציאליות כוללות שונות טכנית וצורך במיומנויות כירורגיות מדויקות.
