211service.com
Mus får menneskelever
Forskere ved Salk Institute for Biological Studies har konstrueret en mus med hovedsagelig menneskelig lever ved at injicere humane leverceller eller hepatocytter i gensplejsede mus. Forskere siger, at mus/menneske-kimæren kunne tjene som en ny model til at opdage lægemidler til viral hepatitis, en sygdom, som har været notorisk svær at replikere og studere i laboratoriet. Holdet udsatte de ændrede mus for hepatitis B- og C-virus, og efter at have behandlet gnavere med konventionelle lægemidler, fandt de ud af, at musene reagerede meget som menneskelige patienter.
Hepatitis model: Menneskelige leverceller (i grønt), der sprøjtes ind i mus, tager over og skaber en hovedsagelig menneskelig lever. Når de er inficeret med hepatitis B, kan forskere studere dens virkninger in vivo og teste nye lægemidler på den humaniserede lever.
I USA er 1,2 millioner amerikanere inficeret med kronisk hepatitis B og 3,2 millioner med kronisk hepatitis C. At søge efter effektive behandlinger og lægemiddelkombinationer for viral hepatitis har været en frustrerende udfordring i årevis.
I laboratoriet kan hepatitis og de leverceller, den inficerer, være stiv og temperamentsfuld. Menneskelige leverceller ændrer straks karakter, når de tages ud af kroppen, og er svære at dyrke i en petriskål. Desuden inficerer hepatitis kun mennesker og chimpanser og har praktisk talt ingen effekt i andre arter, hvilket betyder, at konventionelle forsøgsdyr som mus og rotter er ubrugelige som levende modeller. Man kunne lave chimpanseundersøgelser, men det er ikke særlig bekvemt, og det er selvfølgelig et etisk spørgsmål, siger Karl-Dimiter Bissig, førsteforfatter til gruppens papir, udgivet i Journal of Clinical Investigation . Der er virkelig et behov for at udvikle dyremodeller, hvor du kan lave en menneskelig kimærisme og studere virussen.
Bissig siger, at hans gruppes mus/menneskelige kimær forbedres i forhold til en lignende model udviklet for flere år siden, som blev gensplejset til at give menneskelige leverceller en vækstfordel, når de injiceres i en muselever. Forskere konstruerede musen med et gen, der ødelagde dens egne leverceller. Denne programmerede død gav menneskelige leverceller en fordel, og da forskere injicerede humane hepatocytter, var de i stand til at overtage og genbefolke museleveren. Forskere fandt dog ud af, at de gensplejsede mus havde en tendens til at dø tidligt, hvilket krævede indsprøjtning af menneskelige leverceller inden for de første par uger efter fødslen - en risikabel procedure, der ofte resulterede i dødelig blødning.
I stedet har Bissig og hans kolleger, bl.a Indisk Verma fra Salk Institute, søgte at konstruere en musekimær, hvor introduktionen af menneskelige leverceller let kunne kontrolleres. Gruppen konstruerede først mus med flere genetiske mutationer, som eliminerede produktionen af immunceller, så musene ikke ville afvise menneskelige leverceller som fremmede. Forskerne lavede endnu en genetisk mutation, der forstyrrede nedbrydningen af aminosyren tyrosin. Normalt er tyrosin involveret i opbygningen af essentielle proteiner. For at holde en sund balance renser leveren tyrosin, og forhindrer den i at akkumulere til giftige niveauer. Bissig konstruerede en mutation i mus, der forhindrer tyrosin i at nedbrydes, i stedet for at få tyrosin til at opbygge sig i leverceller, og til sidst dræbe musecellerne, hvilket giver de menneskelige celler en fordel.
For at undgå at dræbe museleverceller for tidligt (eller dræbe musene helt), administrerede Bissigs team et lægemiddel, der blokerer de giftige biprodukter fra tyrosinopbygning i at dræbe leverceller. Ved at sætte musene på stoffet og tage dem af stoffet lidt ad gangen, fandt forskerne ud af, at de kunne kontrollere den hastighed, hvormed gnavernes leverceller døde.
Holdet injicerede derefter mus med hepatocytter fra forskellige menneskelige donorer og fandt ud af, at cellerne var i stand til at overtage 97 procent af museleveren. De humaniserede mus blev derefter inficeret med hepatitis B og C, og forskerne fandt høje niveauer af virussen i blodbanen versus normale mus, som er uigennemtrængelige for sygdommen og er i stand til at fjerne virussen hurtigt.
Bissig og hans kolleger gik et skridt videre og behandlede de inficerede mus med et lægemiddel, der typisk bruges til at behandle mennesker med hepatitis C. De fandt ud af, at musene efter behandling udviste et tusind gange fald i viral koncentration i blodet, svarende til lægemiddel reaktioner hos menneskelige patienter.
Charles Rice , som leder laboratoriet for virologi og infektionssygdomme ved Rockefeller University, siger, at den nye kimære model er en robust forbedring i forhold til eksisterende undersøgelsesmodeller for viral hepatitis. Yderligere forbedringer, forklarer Rice, kunne omfatte konstruktion af humane celletyper, bortset fra hepatocytter, der også optræder i den menneskelige lever. Mens størstedelen af den menneskelige lever er sammensat af hepatocytter, er der et par andre celletyper, der kan interagere med hepatocytter og påvirke, hvordan en virus inficerer leveren. Engineering andre leverceller kunne mere præcist skildre en fungerende menneskelig lever og dens reaktion på sygdom.
Raymond Chung , lektor i medicin ved Harvard Medical School, foreslår en anden forbedring i at designe en nøjagtig mus/menneskelig lever: at konstruere en mus med et menneskeligt immunsystem. Dette er stadig ikke en ideel model, siger Chung fra Bissigs forskning. Du kan ikke nødvendigvis nøjagtigt evaluere antivirale lægemidler på grund af manglen på adaptivt immunrespons hos disse dyr.
Bissig siger, at han og hans team i fremtiden håber at tilføje et menneskeligt immunsystem til deres musemodel, så de kan se, hvordan hepatitis virker, ikke kun i en menneskelig lever, men i nærværelse af et normalt, sundt menneskeligt immunsystem .