Ksenogreftler, insan hücrelerinin davranışını in vivo olarak araştırmak için yararlı araçlardır. Bu modeller, insan kök hücrelerininbiyolojisi 1, hücresel olayların gerçek zamanlı olarak gözlemlenmesi2 ve tümöral anjiyogenez ve metastaz3'ün araştırılması gibi çok çeşitli bilimsel konular için paha biçilmez bilgiler sağlamıştır. Ek olarak, hastaya özgü ksenogreftlerin tümörijenezi de dahil olmak üzere kanser biyolojisinin çeşitli yönleri incelenmiştir 4,5. Bu ksenogreft modellerinin her birinin avantajları ve dezavantajları vardır ve bu nedenle her biri belirli bilimsel sorular için daha uygundur. Civciv embriyoları, cerrahi manipülasyona uygun, erişilebilir bir amniyot modeli oldukları için popüler bir gelişimsel biyoloji modelidir. Heterolog greftler, araştırmacıların kesin kader haritalarıoluşturmasına 6 veya bir özelliğin hücre özerk olup olmadığını veya çevre tarafından talimat verilip verilmediğinikeşfetmesine izin vermiştir 7,8. Benzer bir mantık, civciv embriyosunun insan hücrelerinin davranışını incelemek için bir ksenogreft modeli olarak kullanılmasına izin verir.
Embriyonik ortam, hücre-hücre etkileşimlerinin yanı sıra göç ve farklılaşma sinyalleri ile doku morfogenezini aktif olarak düzenler. Bu nedenle, yetişkin ksenogreft modelleriyle karşılaştırıldığında, embriyo, örneğin yetişkin kök hücre nişlerinde bulunan sinyalleri taklit ederek (örneğin, BMP'ler, WNT'ler, NOTCH ve SHH9) aşılanmış hücrelerin davranışını analiz etmek için daha öğretici bir ortam sağlar. Ek olarak, erken gelişim sırasında adaptif bir bağışıklık sisteminin olmaması, ksenogreftlerin bir bağışıklık tepkisi veya donör dokunun reddi riski olmadan gerçekleştirilmesine izin verir10. Önceki çalışmalar, bu amaçla insan hücrelerinin ksenogreftlerini tavuk embriyolarına araştırmıştır. İnsan kök hücrelerinin nörojenik potansiyeli, embriyonik kök hücrelerin12 ve indüklenmiş pluripotent kök hücrelerin 13 embriyoya entegrasyonuna ek olarak, nöral tüpe veya kan damarlarına11 enjeksiyondan sonra test edilmiştir. İnsan melanom hücreleri de civcivin embriyonik ortamı kullanılarak incelenmiştir, bu da tümör oluşumu ile nöral krest hücrelerinin14 davranışı arasındaki bağlantıları ve ayrıca tümör hücrelerinin embriyodan15 gelen bilgilerle yeniden programlanmasını ortaya çıkarmıştır. Bu makale, özellikle insan birincil ve heterojen hücre popülasyonlarının davranışlarını incelemek için uygun olan bir protokolü açıklamaktadır.
Son yıllarda, çeşitli dokuların stromal bileşeni, otolog bir progenitör/kök hücre kaynağı olarak ve daha önce "mezenkimal kök hücreler" olarak bilinen proanjiyojenik ve immün düzenleyici özellikleri açısından incelenmiştir16,17,18. Bu hücre popülasyonlarından karakterize edilen ilk şey, osteo-, adipo- ve daha az ölçüde kondrojenik potansiyele sahip olan kemik iliği stromal/kök hücre popülasyonu (BMSC'ler) idi in vivo19,20. Adipoz kaynaklı stromal hücreler (ADSC'ler), lipoaspirat veya dermolipektomi örneklerinin enzimatik sindirimi, ardından stromal-vasküler fraksiyonun (SVF) izolasyonu ve son olarak kültürde genişleme ile elde edilen heterojen bir popülasyondur21. Kültürde, bu hücreler fenotipik olarak CD90, CD73, CD105 ve CD44 gibi diğer mezenkimal popülasyonlarla paylaşılan belirteçler, CD36 gibi benzersiz belirteçler ve hematopoietik (CD45) veya endotelyal (CD31) belirteçlerin yokluğu ile karakterize edilir22. Ek olarak, ADSC'ler in vitro osteo-, adipo- ve kondrojenik potansiyele sahiptir ve bu popülasyondaki kök / progenitör hücrelerin sayısı fibroblastoid koloni oluşturan birim (CFU-F) testi22 ile tanımlanabilir. İn vivo, ADSC fenotipine sahip hücrelerin stromal23 ve/veya perivasküler24 bölmede bulunduğu bildirilmiştir. İn vitro kültürden sonra belirteçlerin paylaşılmasına rağmen, farklı dokuların stromal kompartmanının belirli bir organın içsel özelliklerini yansıttığı ve bu hücre popülasyonlarının kaynaklarına bağlı olarak farklı özelliklere sahip olduğu giderek daha açık hale gelmektedir 17,25,26,27. Ayrıca, bu hücreler bir hücre kültürü kabına yapışmalarına bağlı olarak izole edildiğinden, çeşitli germ katmanlarındanhücrelerden oluşabilirler 28. Bu nedenle, stromal hücrelerin farklılaşma potansiyelini ve tropizmini tarafsız bir şekilde incelemek için bir ksenogreft yöntemi kullanmak, gelecekteki hücre tedavilerinin geliştirilmesine rehberlik etmek için bu hücre popülasyonları hakkında değerli bilgiler sağlayabilir.
Burada açıklanan protokol (Şekil 1), civciv embriyolarının düşük maliyetinden ve manipülasyon kolaylığından yararlanan bir ksenogreft yöntemidir. Daha önce insan ADSC29, cilt fibroblastları29, adet kanından türetilmiş stromal hücreler30 ve glioblastoma hücreleri31'in davranışını incelemek için kullanılmıştır. Bu yöntem, hücrelerin herhangi bir yapışık hücre popülasyonundan hazırlanabilen sferoidler32 olarak transplantasyonunu içerecektir (Şekil 2). Cerrahi prosedürler ve özel cerrahi materyallerin hazırlanması - mikro neşterler ve cam kılcal damarlar - da açıklanacaktır (Şekil 3). İnsan hücreleri, insana özgü Alu problarının hibritleştirilmesiyle histolojik kesitlerde tespit edilir (Şekil 4), böylece aşılanmış hücrelerin önceden etiketlenmesi ihtiyacını ortadan kaldırır. Temsili sonuçlar, hem kanat tomurcuğu seviyesindeki somitik bölgede (Şekil 5, Şekil 6 ve Şekil 7) hem de ilk faringeal arkta (Şekil 8) aşılanan insan ADSC'sinin davranışını ve ayrıca prosensefalonda aşılanan insan primer glioblastoma sferoidlerini tanımlar (Şekil 8). Hücre göçü, farklılaşması ve civciv embriyonik dokuları ile etkileşimin yanı sıra, bitişik bölümlerin birlikte boyanması veya boyanması kullanılarak hücre davranışını daha fazla araştırmak için önerilen tahliller açıklanacaktır.