Modelos de Mouse
Humanizado ratos, camundongos engrafted com células ou tecidos humanos ou ratos transgênicos expressando genes humanos representam um poderoso método para o estudo de células humanas in vivo. Nos últimos 25 anos ocorreram avanços significativos nos modelos humanizados de ratos, após a descoberta da mutação da imunodeficiência combinada grave (scid) na estirpe de ratinho C. B-17 nos anos 80 (Bosma et al., 1983). Muitos grupos foram capazes de demonstrar que a radiação subletal C.B-17 ratinhos SCID suportam o enxerto e a diferenciação das células progenitoras CD34+ das células progenitoras Bm humanas e UCB (Vormoor et al., 1994; Lapidot et al., 1992) into multiple hemopoietic lineages. À luz disso, as células-tronco CD34 + foram cunhadas células repovoantes da SCID (SRC) como elas eram capazes de repovoar linhagens hematopoiéticas em um ratinho da SCID. No entanto, a gravura humana, em particular a da linhagem das células T, ainda era bastante baixa nesta estirpe. Um segundo avanço foi feito em meados da década de 1990 através da introdução da mutação do SID no fundo do rato diabético não-africano (NOD) (Nod/SCID) (Shultz et al., 1995). A estirpe inata do rato nod carece de muitos aspectos da função imunitária inata, em particular, redução da actividade das células NK, o que representa uma importante barreira ao enxerto. Devido ao aumento significativo do quimerismo humano observado nestes ratos, tornou-se o “padrão-ouro” para o estudo da hematopoiese humana e HSCs (Larochelle et al., 1996; Greiner et al., 1995). Após o desenvolvimento destes ratinhos, foi demonstrado que os animais NOD/Sid tratados com um anticorpo bloqueador do Ratinho IL-2Rß, reduzindo assim ainda mais a função NK, apresentaram uma melhoria na linfopoiese T (Kerre et al., 2002).
uma das principais limitações do uso de ratos NOD/SCID foi a elevada incidência de timoma e sensibilidade à radiação, reduzindo o tempo de vida destes ratos e impedindo a análise a longo prazo (Shultz et al., 1995). Em 2002, foi desenvolvida uma nova geração de ratos com uma eliminação específica do receptor interleucina-2 (Il2rg−/−) γ, também conhecido como citocina comum (yc). O Il2rg yc é uma subunidade crítica para as citocinas IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-15 e IL-21, tornando estas citocinas não funcionais em suas células alvo. Dois modelos agora amplamente utilizados para o estudo do desenvolvimento hematolinfóide são as estirpes de ratinho BALB/c RAG2−/−yc−/− e NOD/SCID/ycnull imunodeficientes. Ratinhos com deficiência em RAG2 carecem de células T e B Maduras, devido à ausência de rearranjo dos receptores TCR e imunoglobulina (Ig) (Shinkai et al., 1992; Mombaerts et al., 1992), exibindo assim um fenótipo semelhante aos ratos SCID. Além disso, como a citoquina IL-15 é fundamental para o desenvolvimento de células NK, estes ratos também são desprovidos de células NK, tornando-os triplamente deficientes para as células T, B e NK. Traggiai e colegas (Traggiai et al., 2004) foram o primeiro grupo a descrever o modelo em que o RAG2−/−yc−/− recém-nascido foi transplantado com células CD34+ CB humanas através de injecção intra-hepática. Utilizando este modelo, as células T humanas maduras foram detectadas no timo, baço e gânglios linfáticos do Ratinho e foram geradas a níveis notavelmente mais elevados do que os modelos anteriores. Além disso, as células T humanas geradas nestes ratos pareciam ser funcionais. Resultados semelhantes foram observados por Ishikawa et al. (2005), including the analysis for other human hematopoietic subsets present in NOD/SCID/yc−/− reconstituid mice).
uma série de estudos utilizando adultos em vez de RAG2−/−yc−/− e NOD/SCID/yc−/− ratinhos neonatais demonstram um maior apoio ao desenvolvimento hematolinfóide humano em comparação com estirpes anteriormente disponíveis (Yahata et al., 2002; Shultz et al., 2005; Watanabe et al., 2009). O importante é que a estirpe genética dos ratinhos influencia em grande medida a capacidade de reconstituição. Quando as células CD34+ da UCB foram injectadas em ratos adultos C57BL / 6 RAG2−/− yc – / – mice, menos de 1% de células CD45 humanas foram detectadas na Mb dos ratos receptores, que foi dramaticamente inferior à observada para ratos NOD / Sid (Mazurier et al., 1999). Embora o raciocínio exato para isso não fosse claro, foi colocada a hipótese de que uma das razões para o aumento da enxurrada em ratos NOD/SCID foi que a mutação NOD transmite múltiplos defeitos na imunidade inata não apenas atribuída às células NK (Shultz et al., 1995). Na verdade, a análise genética extensiva de vários loci revelou que a base para as diferenças específicas da estirpe no enxerto de xenograft foi devido a polimorfismos no gene Sirpa codifying signal regulatory protein-α (SIRPa) (Takenaka et al., 2007). Estes polimorfismos genéticos fazem com que a proteína SIRPa presente nas células mielóides do rato se ligue com capacidade diferencial ao ligando CD47 encontrado em células hematopoiéticas humanas (Seifert et al., 2001). Interacções fortes entre receptores e ligandos resultam num sinal inibitório e escapam da morte devido à inibição da fagocitose por macrófagos de ratinhos de células humanas com expressão de CD47 (van den Berg e van der Schoot, 2008). Deste modo, forneceu uma razão para a melhoria do enxerto de células humanas em nod/SCID/ycnull mice (Legrand et al., 2006). Com efeito, quando a interacção óptima do CD47/SIRPa é obtida através da expressão forçada do cd47 do rato nas progenitoras hematopoiéticas humanas, os HSCs injectados são mais capazes de sobreviver no ratinho RAG2−/−yc−/− resultando numa sobrevivência muito melhorada das células T no timo e na periferia (Legrand et al., 2011).
embora os modelos xenogeneicos sejam excelentes ferramentas para estudar o desenvolvimento de células T humanas, a especificidade de espécies de citocinas (IL7) e outras moléculas (classes MHC I e II) importantes para a sobrevivência de células T humanas podem tornar difíceis de avaliar os subconjuntos Periféricos de células T nestes ratinhos. É provável que as novas gerações de ratos humanizados facilitem a geração e a função das células T e de outras linhagens através das citocinas transgênicas. Na verdade, este trabalho já está em curso como um rato batedor IL-3/GM-CSF para melhorar o desenvolvimento de células mielóides humanas nestes ratinhos, bem como um rato batedor trombopoietina para uma melhor sobrevivência e expansão da HSC humana (Rongvaux et al., 2011; Willinger et al., 2011; Brehm et al., 2012). Além disso, os ratos NOD/SCID/ycnull foram recentemente desenvolvidos para expressar o antigénio HLA-A2 da classe MHC humana (Shultz et al., 2010). Isto permite que o desenvolvimento de células T seja restringido MHC humano, tornando o estudo de infecções humanas e resposta imunitária das células T mais apropriado e, portanto, um modelo melhorado para abordagens translacionais.