Modelos de câncer em camundongos são importantes para estabelecer mecanismos básicos de crescimento tumoral e escape imunológico. No entanto, estudos de tratamento de câncer em modelos murinos têm produzido tradução finita para a clínica devido a modelos singênicos limitados e diferenças espécie-específicas 1,2. O surgimento das imunoterapias como abordagem dominante para o controle de tumores tem reiterado a necessidade de um modelo in vivo com sistema imune humano funcional. Os avanços em camundongos do sistema imunológico humano (camundongos HIS) na última década tornaram possível o estudo da imuno-oncologia in vivo em uma ampla variedade de tipos de câncer e agentes imunoterápicos3,4,5,6. Modelos tumorais humanos, incluindo xenoenxertos derivados de linhagem celular e derivados de pacientes (CDX e PDX, respectivamente), crescem bem em camundongos HIS e, na maioria dos casos, são quase idênticos ao seu crescimento no hospedeiro imunodeficiente sem enxerto hematopoiético humano 7,8. Com base nesta descoberta chave, os pesquisadores têm usado o modelo do rato HIS para estudar imunoterapias humanas, incluindo terapias combinadas projetadas para alterar o microambiente tumoral (TME) para diminuir a imunossupressão e, assim, aumentar a morte do tumor imune-dirigido. Esses modelos pré-clínicos ajudam a abordar as questões de heterogeneidade dos cânceres humanos e também podem prever o sucesso do tratamento, bem como monitorar as toxicidades de drogas relacionadas à imunidade 9,10.
A produção de um modelo de camundongo com sistema imune humano através da introdução de células-tronco hematopoéticas humanas requer um camundongo receptor imunodeficiente que não rejeite o xenoenxerto. Os modelos atuais de camundongos HIS são derivados de cepas de camundongos imunodeficientes que foram relatadas há mais de 30 anos. A primeira linhagem imunodeficiente de camundongo descrita foi a de camundongos SCID que não possuíam células T e B11, seguida por um híbrido NOD-SCID com polimorfismo SIRPα responsável pela tolerância de macrófagos de camundongos a células humanas, devido à maior ligação do alelo NOD SIRPα à molécula CD47 humana12,13. No início dos anos 2000, a deleção da cadeia gama comum do receptor de IL-2 (IL-2Rγc) em cepas imunodeficientes de BALB/c e NOD foi um divisor de águas para o aumento do enxerto humano, devido às deleções genéticas que proibiam o desenvolvimento de células NK hospedeiras14,15,16,17. Modelos alternativos, como camundongos BRG e NRG, alcançam a deficiência de células T e B por meio da deleção do gene Rag1 ou Rag2, necessários para rearranjos gênicos de receptores de células T e B e, consequentemente, maturação e sobrevivência dos linfócitos18,19. O camundongo BRGS (BALB/c -Rag2 nullIl2RγCnullSirpα NOD) aqui utilizado combina a deficiência da cadeia IL-2Rγ e o aleloNOD SIRPα no fundo Rag2-/-, resultando em um camundongo altamente imunodeficiente sem células T, B ou NK, mas com vigor e saúde suficientes para permitir enxertia de longo prazo de mais de 30 semanas13.
Camundongos HIS podem ser gerados de múltiplas maneiras, sendo a injeção humana de CMSP o método mais direto15,18,20. No entanto, esses camundongos têm uma expansão pronunciada de células T humanas ativadas que resulta em doença do enxerto contra o hospedeiro (DECH) até 12 semanas de idade, impedindo estudos de longo prazo. Alternativamente, células-tronco hematopoéticas humanas do sangue do cordão umbilical (CB), medula óssea e fígado fetal também podem ser usadas para enxerto e produção do sistema imunológico humano de novo. Nesse sistema, as células-tronco hematopoéticas produzem um sistema imunológico humano de várias linhagens com a geração de células T, B e imunes inatas que são significativamente tolerantes ao hospedeiro de camundongos, em comparação com os camundongos PBMC que desenvolvem principalmente células T. Portanto, a DECH está ausente ou muito atrasada, e os estudos podem ser estendidos a camundongos até 10 meses de idade. A CB fornece uma fonte fácil, acessível e não invasiva de células-tronco hematopoéticas humanas CD34+ que facilita o enxerto de múltiplos camundongos HIS com sistemas imunológicos geneticamente idênticos 17,18,20,21. Nos últimos anos, modelos de camundongos HIS têm sido amplamente utilizados para estudar a imunoterapia e a ETM3,4,5,6. Apesar do desenvolvimento de sistemas imunes derivados de humanos nesses camundongos, os tumores de xenoenxertos humanos crescem em taxas semelhantes aos camundongos imunodeficientes controle e permitem a complexa interação entre as células cancerosas e as células imunes, o que é importante para a manutenção do microambiente da PDX enxertada3,7,8 . Este protocolo foi utilizado para realizar mais de 50 estudos testando tratamentos em camundongos HIS-BRGS com PDXs e CDXs. Uma conclusão importante é que os tumores humanos em camundongos HIS mantêm sua ETM única, definida pela avaliação molecular do tumor em relação à amostra inicial do paciente e características do infiltrado imune3,22,23. Nosso grupo se concentra na avaliação aprofundada do SIH em ambos os órgãos imunes e no tumor usando citometria de fluxo multiparâmetro. Neste trabalho, descrevemos um protocolo para humanização de camundongos BRGS, avaliação de quimerismo, implantação de tumores humanos, medidas de crescimento tumoral, administração de tratamento de câncer e análise de células HIS por citometria de fluxo.