Procedure di trapianto di midollo osseo nei topi per studiare l'ematopoiesi clonale

Eunbee Park; Megan  A. Evans; Heather Doviak; Keita Horitani; Hayato Ogawa; Yoshimitsu Yura; Ying Wang; Soichi Sano; Kenneth Walsh

doi:10.3791/61875

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Articolo metodologico

Procedure di trapianto di midollo osseo nei topi per studiare l'ematopoiesi clonale

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DOI:

10.3791/61875

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26 maggio 2021

Eunbee Park¹ , Megan A. Evans⁴ , Heather Doviak⁴ , Keita Horitani⁴ , Hayato Ogawa⁴ , Yoshimitsu Yura⁴ , Ying Wang² , Soichi Sano³^,⁴ , Kenneth Walsh¹^,⁴

¹Department of Biochemistry and Molecular Genetics, University of Virginia School of Medicine, ²Department of Cardiology, Xinqiao Hospital, Army Medical University, ³Department of Cardiology, Osaka City University Graduate School of Medicine, ⁴Hematovascular Biology Center, Robert M. Berne Cardiovascular Research Center, University of Virginia School of Medicine

In questo articolo

Sommario

Descriviamo tre metodi di trapianto di midollo osseo (BMT): BMT con irradiazione totale del corpo, BMT con irradiazione schermata e metodo BMT senza precondi condizionamento (BMT adottivo) per lo studio dell'ematopoiesi clonale nei modelli di topo.

Abstract

L'ematopoiesi clonale è una condizione prevalente associata all'età che deriva dall'accumulo di mutazioni somatiche nelle cellule staminali ematopoietiche e progenitrici (HSPC). Le mutazioni nei geni dei driver, che conferiscono forma fisica cellulare, possono portare allo sviluppo di cloni HSPC in espansione che danno sempre più origine a leucociti progenie che ospitano la mutazione somatica. Poiché l'ematopoiesi clonale è stata associata a malattie cardiache, ictus e mortalità, lo sviluppo di sistemi sperimentali che modellano questi processi è fondamentale per comprendere i meccanismi che sottinero a questo nuovo fattore di rischio. Le procedure di trapianto di midollo osseo che coinvolgono il condizionamento mieloablativo nei topi, come l'irradiazione totale del corpo (TBI), sono comunemente utilizzate per studiare il ruolo delle cellule immunitarie nelle malattie cardiovascolari. Tuttavia, il danno simultaneo alla nicchia del midollo osseo e ad altri siti di interesse, come il cuore e il cervello, è inevitabile con queste procedure. Pertanto, il nostro laboratorio ha sviluppato due metodi alternativi per ridurre al minimo o evitare possibili effetti collaterali causati da TBI: 1) trapianto di midollo osseo con schermatura di irradiazione e 2) BMT adottivo a topi non condizionati. Negli organi schermati, l'ambiente locale è preservato consentendo l'analisi dell'ematopoiesi clonale mentre la funzione delle cellule immunitarie residenti non è perturbata. Al contrario, il BMT adottivo per topi non condizionati ha l'ulteriore vantaggio che sia gli ambienti locali degli organi che la nicchia ematopoietica sono conservati. Qui, confrontiamo tre diversi approcci di ricostituzione delle cellule ematopoietiche e discutiamo i loro punti di forza e limiti per gli studi sull'ematopoiesi clonale nelle malattie cardiovascolari.

Introduzione

L'ematopoiesi clonale (CH) è una condizione che si osserva frequentemente negli individui anziani e si verifica come risultato di un fusto ematopoietico espanso e di un clone della cellula progenitrice (HSPC) che porta una mutazione genetica¹. È stato suggerito che all'età di 50 anni, la maggior parte degli individui avrà acquisito una media di cinque mutazioni esoniche in ogni HSPC², ma la maggior parte di queste mutazioni comporterà poche o nessuna conseguenza fenotipica per l'individuo. Tuttavia, se per caso una di queste mutazioni conferisce un vantaggio competitivo all'HSPC, ad esempio promuovendone la proliferazion....