Было сообщено, что только 13,8% всех программ разработки лекарственных средств, проходящих клинические испытания являются успешными и привести к утвержденным терапии1. Хотя этот показатель успеха выше, чем 10,4% ранее сообщалось2, есть еще значительные возможности для совершенствования. Одним из подходов к повышению успешности клинических испытаний является совершенствование лабораторных моделей, используемых в доклинических исследованиях. Управление по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) требует проведения исследований на животных, чтобы показать эффективность лечения и оценить токсичность до фазы 1 клинических испытаний. Тем не менее, часто ограничено согласование в исходах лечения между исследованиями на животных и клинических испытаний3. Кроме того, необходимость в доклинических исследованиях на животных может быть непреодолимым барьером для терапевтического развития при заболеваниях, в которых отсутствует принятая модель животных, что часто характерно для редких или спорадических заболеваний.
Один из способов моделирования человеческих заболеваний путем трансплантации человеческих тканей в иммунодефицитных мышей для создания ксенотрансплантатов. Есть три ключевых преимущества ксенотрансплантата модели: Во-первых, они могут резюмировать сложные генетические и эпигенетические аномалии, которые существуют в болезни человека, которые никогда не могут быть воспроизводимы в других животных моделей. Во-вторых, ксенотранспланты могут быть использованы для моделирования редких или спорадических заболеваний, если у пациента имеются образцы. В-третьих, ксенотранспланты моделируют болезнь в рамках полной системы in vivo. По этим причинам, мы предполагаем, что эффективность лечения приводит к ксенотрансплантат модели, скорее всего, перевести на испытания у пациентов. Ксенотранспланты опухоли человека уже успешно используются для разработки методов лечения распространенных видов рака, включая множественную миелому, а также персонализированные методы лечения для отдельных пациентов4,5,6, 7.
В последнее время, ксенотранспланты были использованы для разработки модели болезни человеческих мышц8. В этой модели, образцы биопсии мышц человека пересаживаются в задние конечности иммунодефицитных мышей NRG для формирования ксенотрансплантатов. Пересаженные человеческие миофибы умирают, но стволовые клетки человеческих мышц, присутствующие в ксенотрансплантате, впоследствии расширяются и дифференцируются в новые человеческие миофибы, которые заселяют привяженную человеческую базальную ламину. Таким образом, регенерированные миофибы в этих ксенотрансплантах полностью человеческие и спонтанно реваскуляризованы и иннерватированы хозяином мыши. Важно отметить, что фасциоскапуглогумеральная мышечная дистрофия (ФСХР) мышечной ткани пациента, пересаженная мышам, перезывает на мышей ключевые особенности болезни человека, а именно выражение фактора транскрипции DUX4 8. FSHD вызвано переэкспрессией DUX4, который эпигенетически заглушается в нормальной мышечной ткани9,10. В модели FSHD xenograft, лечение с DUX4-специфический морфолино было показано, успешно подавлять DUX4 выражение и функции, и может быть потенциальным терапевтическим вариантом для пациентов FSHD11. Эти результаты показывают, что человеческие мышцы ксенотрансплантатов являются новым подходом к модели человеческой мышечной болезни и проверить потенциальные методы лечения у мышей. Здесь мы подробно описываем хирургический метод создания ксенотрансплантатов скелетных мышц у иммунодефицитных мышей.