Ratones humanizados para la investigación del sistema inmunológico
Enviado por Patygg • 22 de Septiembre de 2016 • Documentos de Investigación • 5.673 Palabras (23 Páginas) • 332 Visitas
Ratones humanizados para la investigación del sistema inmunológico: el progreso, promesa y desafíos
Los avances significativos en nuestra comprensión de las funciones in vivo de las células humanas, tejidos y sistemas inmunes han dado como resultado del desarrollo de cepas de ratón que se basan en ratones severamente inmunodeficientes que expresa mutaciones en el receptor de IL-2 común locus cadena γ. Estas cepas de ratón apoyan el injerto de un sistema inmunológico humano funcional y permiten un análisis detallado de la biología inmune humana, desarrollo y funciones. En esta revisión, se discuten los avances recientes en el desarrollo de los ratones humanizados, las lecciones aprendidas, los retos pendientes y la promesa de utilizar ratones humanizados para el estudio in vivo de la inmunología humana.
Una comprensión fundamental de muchos procesos biológicos en los seres humanos ha surgido de estudios experimentales en modelos animales, en particular en los roedores. El uso de estos modelos, los aspectos clave del desarrollo y la regulación de los sistemas hematopoyético e inmunológico se han dilucidado en los niveles celulares y moleculares. Sin embargo, muchos aspectos de los sistemas biológicos de mamíferos, en particular su sistema inmunológico, son especies específicas. Por otra parte, los roedores son refractarios a ciertos agentes infecciosos específicos humanos, y muchos de los nuevos reactivos terapéuticos y de inmunomoduladores que se han desarrollado son específicos humano.
Durante muchos años, los investigadores se han basado en los chimpancés para cerrar la brecha final entre modelos de roedores y humanos. Sin embargo, el uso de chimpancés para la investigación biomédica ha sido prohibido en Europa, y una reciente directiva NIH ha dejado toda la nueva investigación sobre los chimpancés en los Estados Unidos. Sobre la base de estas restricciones no está claro si la experimentación en los chimpancés será un enfoque viable en el futuro para descubrimientos realizados en roedores a través de la fase preclínica a ensayos en humanos en movimiento.
Por lo tanto, para hacer frente a las limitaciones de la traducción de los descubrimientos en roedores dentro de la aplicación clínica, sofisticados modelos de animales pequeños que están más cerca de recapitular los modelos los sistemas biológicos humanos, llamados ratones “humanizados”, son más extremadamente requeridos. Definimos ratones humanizados en esta revisión como ratones inmunodeficientes que han sido injertados con células hematopoyéticas primarias y tejidos humanos que generan un sistema inmunológico humano funcional. Ha habido un rápido crecimiento en el uso de ratones humanizados que emanaba de avances tras el desarrollo de ratones inmunodeficientes con una mutación en el locus del receptor de la interleucina-2 (IL-2) γ-cadena (IL2RG; también conocida como C y CD132). La mutación IL2RG conduce a deficiencias graves en el desarrollo y la función de células B y T, y evita completamente el desarrollo de las células natural killer (NK). Además, esta mutación afecta el desarrollo de la linfa nodo un lagen, lo que resulta en un pobre desarrollo y organización de los ganglios linfáticos. El objetivo de esta revisión es sobre los avances en la generación y uso de nuevos modelos de ratones inmunes implantada humanizado que se ha producido en los últimos años, las limitaciones presentes en los modelos anteriores que han sido recientemente superar, los retos aún por ser conquistados y la promesa de que los ratones humanizados ofrecen para el futuro de la investigación biomédica.
Sistemas de modelos y tecnologías
Para entender el progreso, promesas y los desafíos pendientes en el uso de ratones humanizados, es importante reconocer la variedad y complejidad de los modelos que se utilizan en un estudio particular para interpretar adecuadamente los resultados. Hay muchas y muy diversas cepas de ratones inmunodeficientes con un gen mutante IL2RG que se han desarrollado, así como una nomenclatura compleja que rodea las diversas cepas y modelos (Recuadro 1). Cualquiera modelo específico no será óptima para abordar la gran cantidad de preguntas que se podrían considerar, y es importante no sólo para elegir el modelo apropiado para la pregunta específica que nos ocupa, sino también para ser innovadores en el diseño de las preguntas y experimentos que pueden proporcionar datos válidos que se puede interpretar correctamente utilizando los modelos individuales.
La evidencia reciente muestra que estos modelos de ratón difieren en su capacidad para apoyar el injerto de los sistemas inmunes humanos funcionales. Por ejemplo, los ratones NSG y NRG soportan mayores niveles de células madre hematopoyéticas (HSC) injerto humano y el desarrollo de las células T que hacen ratones BRG y ratones NSG soportan mayores niveles de injerto HSC humano en la médula ósea de los ratones NOG. La elección de los modelos específicos de ratones puede impactar en los niveles de injertos de los sistemas inmunes y hematopoyéticos humanos trasplantados.
Hay cuatro enfoques tecnológicos diferentes para el injerto de un sistema inmunológico humano funcional en estos modelos de ratones inmunodeficientes, cada uno con ventajas y desventajas distintas. Dependiendo de la pregunta, el investigador tendrá que elegir el apropiado sistema inmunológico enjertado en ratón para sus estudios.
Superar las limitaciones en ratones humanizados
Había previamente varias limitaciones inherentes en ratones humanizados debidos, en parte, a diferencias en comparación en ratón-humano específico en los factores de crecimiento y citoquinas requeridas para el desarrollo del sistema hematopoyética y el sistema inmune, y debido a la presencia de ratón MHC frente a moléculas HLA humanas. Limitaciones adicionales incluyen deficiencias en el desarrollo de los ganglios linfáticos, la arquitectura linfoide mal organizada y deterioro de la maduración de la afinidad y cambio de clase de anticuerpos después de la inmunización en los ratones humanizados. Además, las especies de la especificidad de moléculas autodirigidas puede impedir el tráfico apropiado de células inmunes humanas. Por último, la inmunidad innata en los ratones humanizados representaba un impedimento permanente para el injerto de células humanas y la función del sistema inmune humano.
Expresión de transgenes humanos y la inactivación dirigida de genes de ratón factores que controlan el desarrollo y la función del sistema inmune innato han abordado recientemente muchas de estas limitaciones, lo que resulta en un aumento de la función del sistema inmunológico humano en los ratones humanizados que codifican. Los enfoques tecnológicos para el desarrollo de estos ratones inmunodeficientes Il2rgnull "próxima generación" son muy diversas, y las diferencias en la cepa receptora y niveles de injerto funcional de los sistemas inmunes humanas difieren en función de la tecnología utilizada.
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