211service.com
Myši dostávají lidská játra
Vědci z Salk Institute for Biological Studies zkonstruovali myš s převážně lidskými játry tak, že vstříkli lidské jaterní buňky neboli hepatocyty do geneticky upravených myší. Vědci tvrdí, že chiméra myší/člověka by mohla sloužit jako nový model pro objevování léků na virovou hepatitidu, onemocnění, které bylo notoricky obtížné replikovat a studovat v laboratoři. Tým vystavil změněné myši virům hepatitidy B a C a po léčbě hlodavců konvenčními léky zjistil, že myši reagovaly podobně jako lidští pacienti.
Model hepatitidy: Lidské jaterní buňky (zeleně), které jsou injikovány myším, převezmou funkci a vytvoří většinou lidská játra. Při infekci hepatitidou B mohou vědci studovat její účinky in vivo a testovat nové léky na humanizovaných játrech.
Ve Spojených státech je 1,2 milionu Američanů infikováno chronickou hepatitidou B a 3,2 milionu chronickou hepatitidou C. Hledání účinných způsobů léčby a kombinací léků na virovou hepatitidu je již léta frustrující výzvou.
V laboratoři mohou být hepatitida a jaterní buňky, které infikuje, nedůvěřivé a temperamentní. Lidské jaterní buňky po vyjmutí z těla okamžitě změní charakter a je obtížné je pěstovat v Petriho misce. A co víc, hepatitida infikuje pouze lidi a šimpanze, u jiných druhů nemá prakticky žádný účinek, což znamená, že konvenční laboratorní zvířata, jako jsou myši a krysy, jsou jako živé modely k ničemu. Mohli byste dělat studie šimpanzů, ale to není příliš pohodlné a je to samozřejmě etický problém, říká Karl-Dimiter Bissig, první autor článku skupiny, publikovaného v Journal of Clinical Investigation . Je skutečně potřeba vyvinout zvířecí modely, kde můžete vytvořit lidský chimérismus a studovat virus.
Bissig říká, že myší/lidská chiméra jeho skupiny se vylepšuje na podobném modelu vyvinutém před několika lety, který byl geneticky upraven tak, aby poskytoval lidským jaterním buňkám růstovou výhodu, když je injikován do myších jater. Vědci zkonstruovali myš s genem, který zničil její vlastní jaterní buňky. Tato programovaná smrt poskytla lidským jaterním buňkám výhodu, a když vědci injekčně podali lidské hepatocyty, byli schopni převzít a znovu osídlit myší játra. Vědci však zjistili, že geneticky upravené myši měly tendenci umřít brzy, což vyžadovalo injekci lidských jaterních buněk během prvních několika týdnů po narození – což je riskantní postup, který často vedl ke smrtelnému krvácení.
Místo toho Bissig a jeho kolegové, včetně Indická Verma ze Salkova institutu se snažil zkonstruovat myší chiméru, ve které by bylo možné snadno kontrolovat zavádění lidských jaterních buněk. Skupina nejprve vytvořila myši s několika genetickými mutacemi, které eliminovaly produkci imunitních buněk, takže myši neodmítaly lidské jaterní buňky jako cizí. Vědci provedli další genetickou mutaci, která zasahovala do rozkladu aminokyseliny tyrosinu. Normálně se tyrosin podílí na budování esenciálních proteinů. Aby se udržela zdravá rovnováha, játra vylučují tyrosin a brání mu, aby se hromadil na toxické hladiny. Bissig vytvořil u myší mutaci, která zabraňuje rozpadu tyrosinu, místo toho způsobuje, že se tyrosin hromadí v jaterních buňkách, což nakonec zabíjí myší buňky, což dává lidským buňkám výhodu.
Aby se zabránilo zabití myších jaterních buněk příliš brzy (nebo úplnému zabití myší), Bissigův tým podal lék, který blokuje toxické vedlejší produkty hromadění tyrosinu v zabíjení jaterních buněk. Tím, že myším nasadili lék a po troškách jim lék vysadili, vědci zjistili, že mohou kontrolovat rychlost, jakou jaterní buňky hlodavců odumírají.
Tým poté vstříkl myším hepatocyty od různých lidských dárců a zjistil, že buňky byly schopny převzít 97 procent myších jater. Humanizované myši byly poté infikovány hepatitidou B a C a výzkumníci zjistili vysoké hladiny viru v krevním řečišti – oproti normálním myším, které jsou vůči nemoci odolné a jsou schopny virus rychle odstranit.
Bissig a jeho kolegové šli ještě o krok dále a léčili infikované myši lékem, který se obvykle používá k léčbě lidí s hepatitidou C. Zjistili, že po léčbě myši vykazovaly tisícinásobný pokles koncentrace viru v krvi, podobně jako droga reakce u lidských pacientů.
Charles Rice , který vede laboratoř pro virologii a infekční onemocnění na Rockefellerově univerzitě, říká, že nový chimérický model je výrazným zlepšením oproti stávajícím studijním modelům virové hepatitidy. Další vylepšení, vysvětluje Rice, by mohla zahrnovat inženýrství typů lidských buněk, jiných než hepatocyty, které se také objevují v lidských játrech. Zatímco většina lidských jater se skládá z hepatocytů, existuje několik dalších typů buněk, které mohou interagovat s hepatocyty a ovlivnit, jak virus infikuje játra. Technika dalších jaterních buněk by mohla přesněji zobrazit fungující lidská játra a jejich reakci na onemocnění.
Raymond Chung , docent medicíny na Harvard Medical School, navrhuje další zlepšení v navrhování přesných myších/lidských jater: vytvořit myš s lidským imunitním systémem. To stále není ideální model, říká Chung z Bissigova výzkumu. Vzhledem k nedostatku adaptivní imunitní reakce u těchto zvířat nemůžete nutně přesně vyhodnotit antivirová léčiva.
Bissig říká, že v budoucnu on a jeho tým doufají, že do svého myšího modelu přidá lidský imunitní systém, aby mohli vidět, jak hepatitida působí nejen v lidských játrech, ale v přítomnosti normálního, zdravého lidského imunitního systému. .