Il sangue ha uno dei più alti tassi di rigenerazione nel corpo umano, producendo 1 × 1012 cellule al giorno nel midollo osseo umano adulto1. Le cellule staminali ematopoietiche (HSC) garantiscono la produzione di sangue per tutta la durata della vita attraverso il processo di emopoiesi e sono definite dalla loro capacità di produrre tutti i tipi di cellule del sangue (multipotenzialità) mantenendosi (autorinnovamento). Storicamente, il gold standard per testare la funzione di una HSC si è sempre basato sul trapianto, testando la capacità di una popolazione di donatori di ricostituire tutte le linee di sangue di un topo a lungo termine (comunemente definito come un minimo di 20 settimane)2. Un ampio corpus di lavori funzionali che abbracciano diversi decenni ha dimostrato che il compartimento HSC è eterogeneo sia nell'output di linea che nella ricostituzione a lungo termine. Il kit di strumenti per studiare l'emopoiesi si è ampliato notevolmente nel corso degli anni, con molte nuove tecniche, tra cui saggi funzionali in vitro su singola cellula, approcci -omici su singola cellula e tracciamento del lignaggio3. Questi ultimi hanno dimostrato in modo conclusivo che i contributi delle HSC e dei progenitori multipotenti differiscono in gran parte nell'emopoiesi nativa e sotto lo stress imposto dal trapianto. Tutte queste tecniche completano i test di trapianto, che rimangono importanti per valutare la capacità di ripopolamento a lungo termine delle HSC. Nel contesto dello studio dell'emopoiesi umana, lo xenotrapianto fornisce l'unico metodo per valutare sperimentalmente l'auto-rinnovamento in un contesto di intero organismo.
Lo xenotrapianto di HSC viene comunemente eseguito utilizzando l'iniezione endovenosa di cellule in topi immunocompromessi. Tuttavia, le HSC sono rare4 e l'accesso ai campioni umani contenenti HSC è limitato. Nel 2003, il gruppo di John Dick ha adattato un protocollo per l'aspirazione del midollo osseo e ha iniettato per via intrafemorale topi diabetici/immunodeficienza combinata grave (NOD-SCID) con cellule del sangue del cordone ombelicale (CB) Lin-CD34+ 5. Per quanto ne sappiamo, non è stato riportato alcun confronto formale tra iniezioni endovenose e intrafemorali negli esiti di trapianto a lungo termine e seriali. Tuttavia, rispetto alle iniezioni endovenose, le iniezioni intrafemorali forniscono innesti di dimensioni maggiori con lo stesso numero di cellule trapiantate6, almeno a breve termine. Inoltre, l'attecchimento può essere rilevato con un numero molto inferiore di cellule staminali e progenitrici ematopoietiche (HSPC) trapiantate. Si ritiene che ciò sia dovuto al fatto che la somministrazione intrafemorale bypassa la necessità di ospitare le HSC nel midollo osseo, che nel contesto degli xenotrapianti è limitante a causa della mancanza di reattività cross-species per un certo numero di recettori e citochine. Attraverso l'uso di iniezioni intrafemorali, Notta e colleghi sono stati i primi a trapiantare singole HSCumane 7, anche se è necessario prendere ulteriori considerazioni, come descritto nei loro metodi. Anche la somministrazione intrafemorale di HSPC presenta dei limiti. L'iniezione stessa interrompe e distrugge parte del midollo osseo e quindi non è indicata per gli studi sul crosstalk tra le HSC e il loro microambiente midollare. Inoltre, il numero massimo di cellule è limitato dal volume di quella cavità ossea e questo potrebbe essere troppo poco per alcune applicazioni. Come per ogni tecnica, la sua applicazione in un esperimento specifico deve essere ponderata in base ai benefici/svantaggi e alla domanda che ci si pone . Nel contesto dello xenotrapianto, se lo scopo dell'esperimento è testare l'attecchimento di un basso numero di HSPC umane senza alcuna valutazione del microambiente, la somministrazione intrafemorale è solitamente preferita all'iniezione endovenosa.