Этот протокол описывает новый метод доставки пероральных комбинированных антиретровирусных препаратов, которые успешно подавляют репликацию РНК ВИЧ-1 у гуманизированных мышей.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Этот протокол описывает новый метод доставки пероральных комбинированных антиретровирусных препаратов, которые успешно подавляют репликацию РНК ВИЧ-1 у гуманизированных мышей.
Пандемия вируса иммунодефицита человека (ВИЧ-1) продолжает распространяться во всем мире, и в настоящее время нет вакцины против ВИЧ. Хотя комбинированная антиретровирусная терапия (кАРТ) была успешной в подавлении репликации вируса, она не может полностью уничтожить резервуар у ВИЧ-инфицированных людей. Безопасная и эффективная стратегия лечения ВИЧ-инфекции потребует многосторонних методов, и поэтому достижения животных моделей инфекции ВИЧ-1 имеют решающее значение для развития исследований в области лечения ВИЧ. Гуманизированные мыши резюмируют ключевые особенности инфекции ВИЧ-1. Гуманизированная модель мыши может быть инфицирована ВИЧ-1, а репликация вируса может контролироваться с помощью схем cART. Кроме того, прерывание cART приводит к быстрому вирусному отскоку у гуманизированных мышей. Тем не менее, введение кАРТ животному может быть неэффективным, трудным или токсичным, и многие клинически значимые схемы кАРТ не могут быть оптимально использованы. Наряду с потенциальной небезопасностью для исследователей, введение кАРТ обычно используемой интенсивной ежедневной процедурой инъекций вызывает стресс из-за физического сдерживания животного. Новый пероральный метод cART для лечения ВИЧ-1-инфицированных гуманизированных мышей, описанный в этой статье, привел к подавлению вирусемии ниже уровня обнаружения, увеличению скорости восстановления CD4 + и улучшению общего состояния здоровья у ВИЧ-1 инфицированных гуманизированных мышей.
Ожидаемая продолжительность жизни лиц, инфицированных хроническим вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ), значительно улучшилась при комбинированном антиретровирусном лечении (кАРТ)1,2. cART успешно снижает репликацию ВИЧ-1 и увеличивает количество CD4+ Т-клеток до нормального состояния у большинства ВИЧ-1 хронически инфицированных участников3, что приводит к улучшению общего состояния здоровья и резкому снижению прогрессирования заболевания4. Однако латентный резервуар ВИЧ-1 устанавливается даже тогда, когда АРТ инициируется во время острой инфекции 5,6,7. Резервуары сохраняются в течение многих лет во время АРТ, а быстрый вирусный отскок после прерывания АРТ хорошо документирован 8,9. Люди, живущие с ВИЧ на АРТ, также предрасположены к более высокому риску сопутствующих заболеваний, таких как сердечно-сосудистые заболевания, рак и нервные расстройства 10,11,12. Поэтому необходимо функциональное лекарство от ВИЧ. Животные модели для инфекции ВИЧ-1 предлагают очевидные преимущества в разработке и проверке новых стратегий лечения ВИЧ 13,14,15. Гуманизированные мыши, как модель на небольших животных, могут обеспечить многолинейное восстановление иммунных клеток человека в различных тканях, что позволяет проводить тщательное изучение ВИЧ-инфекции 16,17,18,19. Среди гуманизированных моделей гуманизированная модель костного мозга-печени-тимуса (BLT) успешно рекапитулирует хроническую инфекцию ВИЧ-1, а также функциональные иммунные реакции человека на инфекцию ВИЧ-1 20,21,22,23,24. Поэтому гуманизированная модель мыши BLT широко используется для изучения различных аспектов в области исследований ВИЧ. Гуманизированные мыши BLT являются не только хорошо зарекомендовавшими себя моделями для рекапитуляции персистирующей инфекции ВИЧ-1 и патогенеза, но и последовательными инструментами для оценки стратегий вмешательства на основе клеточной терапии. Нынешние авторы и другие продемонстрировали, что гуманизированная модель мышей BLT рекапитулирует персистирующую инфекцию ВИЧ-1 и патогенез 25,26,27 и предоставляет инструменты для оценки стратегий вмешательства на основе клеточной терапии 28,29,30,31,32,33.
Схемы cART, состоящие из комбинаций антиретровирусных препаратов, которые ежедневно принимаются, подавляют репликацию ВИЧ-1 до такой степени, что вирусная нагрузка у успешно пролеченных лиц остается неопределяемой в течение длительноговремени 34. Результаты лечения ВИЧ-инфицированных гуманизированных мышей клинически значимыми схемами кАРТ аналогичны тем, которые наблюдались у ВИЧ-1 инфицированных АРТ лиц22: уровни ВИЧ-1 подавляются ниже пределов обнаружения, а прерывание кАРТ приводит к отскоку репликации ВИЧ из латентного резервуара35. Подкожная (SC)27,36,37 или внутрибрюшинная (IP)37,38,39 инъекция является маршрутом, обычно используемым для лечения кАРТ у гуманизированных мышей. Однако интенсивная ежедневная инъекция вызывает стресс у животных при физическом сдерживании40. Это также трудоемко и потенциально небезопасно для исследователей из-за повышенного воздействия ВИЧ при использовании острых предметов. Пероральное введение идеально подходит для имитации абсорбции, распределения и выведения препаратов кАРТ, которые принимаются ВИЧ-1-инфицированными людьми. Пероральное введение обычно включает в себя индивидуальные и часто трудоемкие процедуры для введения антиретровирусных препаратов в стерилизованную (необходимую из-за иммунодефицита мышей) пищу 24,37,41 или воду 42,43,44,45,46 , которые могут быть или не быть химически совместимыми со многими антиретровирусными препаратами или приводить к чему-то, что мыши не будут легко есть или пить (что повлияет на дозу и уровень лекарств в организме). Новый метод перорального введения кАРТ, предложенный здесь, превосходит предыдущие попытки доставки из-за его совместимости с различными типами антиретровирусных препаратов, безопасности и простоты приготовления и введения, а также снижения стресса и беспокойства животных в результате ежедневной инъекции.
Тенофовир дизопроксил фумарат (TDF), Элвитегравир (ELV) и Ралтегравир (RAL) являются плохо водорастворимыми препаратами. Интересно, что повышенная биодоступность TDF наблюдается с жирной пищей, предполагая, что конкурентное ингибирование липаз жирной пищей может обеспечить определенную защиту TDF47. Поэтому чашки DietGel Boost были выбраны для замены обычного чау-чау для грызунов в качестве метода доставки, основанного на их скромном содержании жира (20,3 г на 100 г) по сравнению с обычным чау-чау грызунов (10 г на 100 г) и типичной диетой с высоким содержанием жиров у мышей (40-60 г на 100 г)48. Общий вес одной чашки составляет 75 г; таким образом, каждая чашка будет содержать количество пищи, а значит и лекарство, достаточное для пяти мышей в течение 3 дней.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Анонимная ткань человеческого плода была приобретена коммерчески. Исследования на животных проводились в соответствии с протоколами, одобренными Калифорнийским университетом в Лос-Анджелесе и Комитетом по исследованиям животных (ARC) (UCLA) в соответствии со всеми федеральными, государственными и местными руководящими принципами. В частности, все эксперименты проводились в соответствии с рекомендациями и руководящими принципами по содержанию и уходу за лабораторными животными Национальных институтов здравоохранения (NIH) и Международной ассоциации по оценке и аккредитации ухода за лабораторными животными (AALAC) в соответствии с Протоколом UCLA ARC No 2010-038-02B. Все операции проводились под кетамином (100 мг/кг)/ксилазином (5 мг/кг) и изофлурановой анестезией (2-3 об.), и были предприняты все усилия для минимизации боли и дискомфорта животных.
1. Гуманизированные мыши, инфицированные ВИЧ-1
ПРИМЕЧАНИЕ: Гуманизированные мыши были построены, как описано ранее в 30,31,49. Протокол кратко описан ниже.
2. Приготовление препаратов АРТ
3. Назначение препаратов АРТ ВИЧ-1 инфицированным мышам
4. Мониторинг вирусной нагрузки с помощью ПЦР в режиме реального времени
5. Оценка соотношения CD4/CD8 с помощью проточной цитометрии
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Предполагая, что средняя мышь с весом 25 г потребляет 4 г пищи в день, суточная доза препарата при пероральном приеме соответствует 2,88 мг / кг TFV, 83 мг / кг FTC и 768 мг / кг RAL. Чтобы проверить, является ли оптимизированный режим питания токсичным и влияет ли на общее состояние здоровья по сравнению с ежедневной инъекцией кАРТ, вес мышей контролировали еженедельно до и во время кАРТ с помощью пероральной или подкожной инъекции. Не было существенных различий в весе до введения cART в каждой группе (
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Здесь разработан метод перорального введения кАРТ для ВИЧ-1 инфицированных гуманизированных мышей путем объединения трех антиретровирусных препаратов в пище с высоким содержанием питательных веществ. По сравнению с введением ежедневными инъекциями, пероральные роды проще в использовании, ограничивают частоту введения, уменьшают обращение с животными, минимизируют стресс и повышают безопасность55. До этого момента только в нескольких исследованиях на гуманизированных мышах 24,37,41 использовались п...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
SK является основателем CDR3 Inc. Остальные авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Мы хотели бы поблагодарить докторов Ромаса Гелезиунаса и Джеффа Марри, а также сотрудников Gilead за предоставление антиретровирусных препаратов, используемых в этом исследовании. Эта работа финансировалась NCI 1R01CA239261-01 (для кухни), грантами NIH P30AI28697 (ядро вирусологии UCLA CFAR, ядро генной и клеточной терапии и гуманизированное ядро мыши), U19AI149504 (PI: Kitchen & Chen), CIRM DISC2-10748, NIDA R01DA-52841 (для Zhen), NIAID R2120200174 (PI: Xie & Zhen), IRACDA K12 GM106996 (Carrillo). Эта работа также была поддержана Институтом СПИДа UCLA, Благотворительным фондом Джеймса Б. Пендлтона и Фондом семьи Маккарти.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Чашка Петри 60 мм | Thermo Scientific Nunc | 150288 | Для аликвотирования пищевых АРТ |
| APC античеловеческого антитела к CD8 | Biolegend | 344722 | Для проточной цитометрии |
| BD LSRFortessa | BD biosciences | Для сбора проточных данных | |
| CD34 микрошариков | Miltenyi Biotec | 130-046-702 | Для генерации мышей NSG-BLT |
| Центрифужные пробирки | Falcon | 14-432-22 | Для растворения АРТ |
| DietGel Boost | ClearH2O | 72-04-5022 | Для приготовления пищи АРТ |
| Элвитегравир | Гилеад | Подаренный из Гилеад | |
| Эмтрицитабин | Гилеад | Подаренный от Гилеад | |
| FITC античеловеческий CD3 Антитела | Biolegend | 317306 | Для проточной цитометрии |
| Программное обеспечение Flowjo | Для анализа данных проточной цитометрии | ||
| прямой праймер HIV-1: 5′-CAATGGCAGCAATTTCACCA-3′; | IDT | Tailored For | Viral Load RT-PCR |
| HIV-1 Probe: 5′-[6-FAM]CCCACCAACAGGCGGCCT TAACTG [Tamra-Q]-3′; | IDT | Tailored Для | вирусной нагрузки ОТ-ПЦР |
| ВИЧ-1 обратный праймер: 5′-GAATGCCAAATTCCTGCTTGA-3′; | IDT Tailored | For Viral Load RT-PCR | |
| Ткань человеческого плода | Advanced Bioscience Resources, Inc | ||
| Mice, штамм NOD. Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ | Лаборатория Джексона | 5557 | Для конструирования гуманизированных мышей |
| Pacific Blue anti-human CD45 | Biolegend | 304022 | Для проточной цитометрии |
| PerCP anti-human CD4 Antibody | Biolegend | 300528 | Для проточной цитометрии |
| QIAamp Viral RNA Kits | Qiagen | 52904 | Для измерения вирусной нагрузки |
| Ралтегравир | Merck | Подаренный от Merck | |
| Стерильные клеточные скребки | Thermo Scientific | 179693 | Для аликвотирования АРТ пищевой |
| TaqMan RNA-To-Ct 1-Step Kit | Прикладные биосистемы | 4392653 | Для определения вирусной нагрузки плазмы |
| Тенофовир дизопроксил фумарат | Гилеад | Подаренный от Гилеад | |
| Триметоприм-сульфаметоксазол | Pharmaceutical Associates | NDC 0121-0854-16 | Для поддержания стерильности пищевых продуктов ART. Каждая чайная ложка объемом 5 мл содержит 200 мг сульфаметоксазола, USP 40 мг триметоприма, USP NMT 0,5% спирта |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.