Улучшение трансплантации костного мозга у мышей для борьбы с болезнями
Чтобы изучить иммунную систему в отношении здоровья и болезней человека, ученые обычно используют генетические манипуляции с гемопоэтическими стволовыми клетками и клетками-предшественниками (HSPC) в качестве мощной модельной системы. Эти исследования оказались чрезвычайно ценными в борьбе с рядом болезней человека. Однако текущие процедуры сложны, трудоемки и дороги.
В новом исследовании, опубликованном в Nature Communications , исследователи из Университета Цукубы разработали новую технику, которая может преодолеть ограничения, связанные с этими моделями, известными как химерные мыши костного мозга (BM). Эта система позволяет ученым наблюдать и исследовать, как генетические изменения влияют на фенотипы и поведение иммунных клеток в физиологических условиях.
Первым шагом создания химерных мышей BM является использование облучения для разрушения иммунной системы мыши-хозяина. Затем BM получают от мыши-донора и выделяют HSPC с помощью процесса, называемого сортировкой клеток с активацией флуоресценции (FACS). Затем HSPC подвергаются генетической манипуляции и затем прививаются облученной мыши-хозяину, где они восстанавливают иммунную систему. У этого процесса есть некоторые недостатки, в том числе стоимость FACS и технических знаний, необходимых для его выполнения. Кроме того, облучение может пагубно повлиять на здоровье мышей даже после восстановления иммунной системы. По этим причинам исследовательская группа Университета Цукубы стремилась решить эти проблемы с помощью нового метода.
«Химерные мыши BM чрезвычайно полезны в области иммунологии», — говорит профессор Сатоши Ямазаки, старший автор исследования. «Мы хотели оптимизировать эту модель, чтобы улучшить условия содержания животных и снизить потребность в специализированном оборудовании».
Команда разработала специальную среду для культивирования клеток, которая использовалась для выращивания HSPC в лаборатории. В эту среду добавляли определенные стимулирующие молекулы, называемые факторами роста и цитокинами, которые способствовали росту HSPC в культуре.
«Рост HSPC в нашей недавно разработанной среде устранил необходимость в FACS», — объясняет профессор Ямазаки. «Мы также могли генетически манипулировать HSPC в этой системе культуры».
Кроме того, авторы объяснили, как эти культивируемые HSPCs могут быть успешно приживлены некондиционным иммунокомпетентным мышам-реципиентам. Это означает, что мышей- хозяев не нужно облучать, что устраняет отрицательные экспериментальные и токсические эффекты, связанные с этим процессом.
В целом этот новаторский подход может быть применен для изучения иммунной системы как в здоровом, так и в болезненном состоянии и поможет разработать более экономичный, безопасный и научно обоснованный метод.
