$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Il sistema sanguigno è mantenuto per tutta la vita dalle cellule staminali ematopoietiche (HSC), che risiedono nel midollo osseo (BM)1,2. Per studiare i cambiamenti dinamici nell'ambiente del midollo osseo, è importante comprendere la biologia dell'emopoiesi normale e maligna 3,4. Il trapianto di HSC direttamente nel midollo osseo umano produce un attecchimento più elevato rispetto all'infusione di sangue periferico (PB), ma l'elevata complessità procedurale e l'aumento del rischio di infezione precludono a questo metodo di far parte della pratica standard5. Nei topi, le procedure che facilitano l'accesso al midollo osseo senza sacrificare gli animali forniscono una risorsa per monitorare in serie l'emopoiesi. La procedura descritta mira a produrre topi con un elevato attecchimento delle cellule trapiantate e consentire il campionamento seriale del midollo osseo di topi vivi. Questo articolo si concentrerà sulla produzione di modelli di xenotrapianto utilizzando topi immunodeficienti trapiantati con cellule umane, che sono più difficili da produrre rispetto ai modelli di allotrapianto topo-topo. Rispetto al trapianto convenzionale di cellule staminali e progenitrici ematopoietiche (HSPC) attraverso la coda o la vena retroorbitale, i vantaggi di questa procedura sono l'elevato attecchimento cellulare con una bassa quantità di materiale di partenza.
Sebbene l'iniezione cellulare intrafemorale (IF) nella cavità midollare dei topi sia comunemente utilizzata per studiare le HSPC umane in vivo 6,7,8, una procedura formale passo-passo che illustra/filma questa tecnica non è stata precedentemente pubblicata. Questo protocollo consente un elevato attecchimento da un basso numero di cellule trapiantate e un meccanismo per campionare il midollo osseo in serie. Inoltre, è possibile utilizzare questo metodo per analizzare gli effetti dell'iniezione di farmaci direttamente nella cavità del midollo osseo sul trattamento delle malattie del sangue. La procedura qui descritta aiuta ad ottenere l'accesso al midollo osseo dove risiedono le cellule ematopoietiche senza sacrificare i topi.
Questo protocollo è simile alla tecnica utilizzata per le aspirazioni di midollo osseo9. La differenza fondamentale è che questo documento e il protocollo video di accompagnamento descrivono in dettaglio una procedura sicura per l'iniezione di cellule nel midollo, mentre i documenti precedenti trapiantavano cellule attraverso la vena e quindi eseguivano l'aspirazione BM seriale. Questo protocollo consente l'attecchimento con successo con un numero ridotto di una linea cellulare (Figura 1), HSPC normali derivate dal sangue del cordone ombelicale (CB) (CD34+) (Figura 2) e HSC (CD34+CD38-CD45RA-CD90+) (Figura 3), HSPC normali derivate dal midollo spinale (CD34+CD38-) (Figura 4), cellule staminali leucemiche derivate da pazienti (CD34+CD38-) (Figura 5), HSPC normali derivate da CB modificate geneticamente CRISPR/Cas9 (CD34+) (Figura 6) e la leucemia mieloide acuta (AML)-iPSC (Figura 7). Soprattutto per le normali HSC derivate dal sangue del cordone ombelicale, siamo riusciti a fare l'attecchimento con solo 10 cellule. Questo metodo è particolarmente utile per gli esperimenti eseguiti con popolazioni cellulari rare o difficili da generare, come la leucemia mieloide acuta umana primaria non modificata o geneticamente modificata o le cellule CB. Inoltre, questa procedura descrive un metodo efficiente per l'analisi seriale delle cellule trapiantate, che può essere immediatamente utilizzato negli esperimenti a valle. Per evitare di sprecare campioni preziosi e garantire l'iniezione di IF, abbiamo anche brevemente descritto quile 10 pratiche della procedura basata su Akaluc per aiutare a consolidare questa tecnica.