Proboj za biomedicinska istraživanja obećava novi uvid u razvoj imunoterapije i modeliranje bolesti. Naučnici sa Centra za zdravstvene nauke Univerziteta Teksas u San Antoniju kreirali su humanizovani model miša sa ljudskim imunološkim sistemom i mikrobiomom creva sličnim čoveku koji je sposoban da postavi specifične odgovore antitela.
Naučnike je predvodio Paolo Casali, MD, profesor Ashbel Smith Univerziteta u Teksasu i istaknuti istraživač, odeljenje za mikrobiologiju, imunologiju i molekularnu genetiku na Medicinskom fakultetu Joe R. i Teresa Lozano Long. Casali ima pet decenija biomedicinskog istraživačkog iskustva u imunologiji i mikrobiologiji i vodeći je istraživač u molekularnoj genetici i epigenetici odgovora antitela.
Cilj višegodišnjeg projekta, koji se pojavljuje u izdanju časopisa Nature Immunology za avgust 2024. godine, bio je da se prevaziđu ograničenja trenutno dostupnih in vivo ljudskih modela stvaranjem humanizovanog miša sa potpuno razvijenim i funkcionalnim ljudskim imunološkim sistemom.
Miševi se široko koriste u biološkim i biomedicinskim istraživanjima jer su mali, laki za rukovanje, dele mnoge imune elemente i biološka svojstva sa ljudima i lako su genetski modifikovani.
Mnogi od više od 1.600 mišjih gena imunog odgovora, međutim, nisu u skladu sa njihovim ljudskim ekvivalentima, što dovodi do divergencija ili nedostataka miševa kao prediktora ljudskih imunih odgovora. Ovo je učinilo dostupnost „humanizovanog“ modela miša koji verno reprodukuje ljudske imune odgovore visokim prioritetom.
Prvi humanizovani miševi stvoreni su 1980-ih da bi modelirali ljudsku HIV infekciju i ljudski imuni odgovor na HIV. Humanizovani miševi su bili, i od tada su stvoreni, ubrizgavanjem imunodeficijentnih miševa sa humanim perifernim limfocitima, hematopoetskim matičnim ćelijama ili drugim ljudskim ćelijama.
Prethodni i sadašnji modeli, međutim, ne razvijaju potpuno funkcionalan ljudski imuni sistem, imaju kratak životni vek i ne stvaraju efikasne imune odgovore. To ih čini nepogodnim za razvoj in vivo humanih imunoterapija, modeliranje ljudskih bolesti ili razvoj humane vakcine.
Kazalijev tim je počeo sa ubrizgavanjem imunodeficijentnih NSG V41 mutantnih miševa intrakardijalno (leva komora) sa ljudskim matičnim ćelijama koje su prečistili iz krvi pupčane vrpce.
Posle nekoliko nedelja, kada je transplantacija uspostavljena, miševi su hormonski uslovljeni 17b-estradiolom (E2), najmoćnijim i najzastupljenijim oblikom estrogena u telu. Hormonsko uslovljavanje estrogenom podstaknuto je prethodnim istraživanjem Casalija i drugih koji sugerišu da estrogen povećava opstanak ljudskih matičnih ćelija, podstiče diferencijaciju B limfocita i proizvodnju antitela na viruse i bakterije.
Dobijeni humanizovani miševi, nazvani TruHuKs (za istinski ljudi, ili THKS), poseduju potpuno razvijen i potpuno funkcionalan ljudski imuni sistem, uključujući limfne čvorove, zametne centre, ljudske epitelne ćelije timusa, ljudske T i B limfocite, memorijske B limfocite i plazma ćelije koje prave visoko specifična antitela i autoantitela identična onima kod ljudi.
THKS miševi postavljaju zrela neutralizujuća antitela na Salmonella Tiphimurium i SARS-CoV-2 virus Spike S1 RBD nakon vakcinacije sa Salmonella flagelinom i Pfizer COVID-19 mRNA vakcinom, respektivno. THKS miševi su takođe podložni razvoju punopravne autoimunosti sistemskog lupusa nakon injekcije pristana, ulja koje izaziva inflamatorni odgovor.
Kazali je rekao da otkriće THKS miša otvara mogućnosti za eksperimentisanje na ljudima in vivo, za razvoj imunoterapeutika kao što su inhibitori kontrolnih tačaka raka, razvoj ljudskih bakterijskih i virusnih vakcina, kao i modeliranje mnogih ljudskih bolesti. On se takođe nada da bi novi pristup mogao da zastari upotrebu neljudskih primata za imunološka i mikrobiološka biomedicinska istraživanja.
Pošto su prethodna istraživanja o efektu estrogena i imunološkog sistema retka, Kasali se nada da će ovo otkriće podstaći dalje istraživanje ove teme.
„Kritički iskorištavajući aktivnost estrogena za podršku diferencijaciji ljudskih matičnih ćelija i ljudskih imunih ćelija i odgovora antitela, THKS miševi pružaju platformu za studije ljudskog imunog sistema, razvoj ljudskih vakcina i testiranje terapeutika“, rekao je Casali.
Sa THKS modelom, Casali laboratorija sada istražuje in vivo ljudski imuni odgovor na SARS-CoV-2 (COVID-19) na sistemskom i lokalnom nivou, i limfocite B ljudske memorije, zavisnost od nuklearnog receptora RORα za njihovu generaciju. i događaji koji dovode do ekspresije i disregulacije RORα.
Oni takođe istražuju epigenetičke faktore i mehanizme koji posreduju u stvaranju ljudskih plazma ćelija, fabrika ćelija koje proizvode antitela – bukvalno hiljade u sekundi – za bakterije, viruse ili ćelije raka.
