Ratones Inmunodeficientes para Estudios de Cáncer: ¿Qué cepa huésped debo usar?

Es una simple pregunta con un no-tan-respuesta sencilla!

Cuatro clases de ratones inmunodeficientes

JAX distribuye una variedad de cepas inmunodeficientes que se pueden dividir en cuatro categorías principales:

• Ratones «desnudos»
• ratones «Scid»
• Ratones «deficientes en trapo»
• Ratones inmunodeficientes «multigénicos de orden superior

A JAX Notas el artículo describe a fondo estas ofrendas. En resumen, los ratones » desnudos «son homocigotos para la mutación Foxn1nu, o» desnudos». Foxn1 codifica un factor de transcripción necesario para el desarrollo del folículo piloso y del timo. En su ausencia, los ratones son lampiños y atímicos. Debido a que el timo no se forma, no hay lugar para que las células T CD4+ y CD8+ se diferencien y maduren, lo que hace que los homocigotos desnudos sean deficientes en células T.

Los ratones Scid son homocigotos para la mutación Prkdcscid. El gen Prkdc codifica la subunidad catalítica de la proteína quinasa dependiente del ADN que se requiere para la reparación del ADN y para sellar las roturas de ADN de doble cadena que se producen durante la recombinación somática de los genes del receptor de células T (TCR) y de la inmunoglobulina (Ig). En ausencia de proteína Prkdc, los genes TCR e Ig no pueden reorganizarse, lo que resulta en ratones con deficiencia de células T y B.

Los ratones con deficiencia de trapo son ratones que no expresan proteínas funcionales Rag1 o Rag2. Al igual que el gen Prkdc, tanto el Rag1 como el Rag2 son necesarios para la recombinación somática de los genes TCR e Ig, y la ausencia de ambos genes resulta en deficiencia de células T y B. Los ratones que portan las mutaciones Rag1tm1Mom o Rag2tm1.1Cgn tienen fenotipos muy similares, si no idénticos.

Finalmente, los ratones inmunodeficientes de «orden superior y multigénicos» se construyen a partir de ratones con deficiencia de Prkdcscid o de Rag, y llevan mutaciones adicionales que mejoran la inmunodeficiencia. Entre estos ratones se encuentran nuestros ratones NSG y NRG, que portan una mutación específica en el gen de la subunidad gamma del receptor de interleucina 2 (Il2rgtm1Wjl) en combinación con Prkdcscid y Rag1tm1Mom, respectivamente. Estos ratones tienen deficiencia de células B, T y NK. Además, debido a que ambos tienen antecedentes genéticos de NOD / ShiLtJ, son deficientes en complemento hemolítico y portan alelos que afectan negativamente a las funciones de los macrófagos y las células dendríticas.

Elegir un huésped de células tumorales

Elegir el mejor huésped para un estudio tumoral de entre estas cepas depende de varios factores, entre ellos:

• ¿Qué tipo de tumor desea inyectar, por ejemplo, una línea celular establecida, un tumor de transmisión sanguínea o un tumor primario de crecimiento lento?
• ¿Dónde se injertará el tumor, por ejemplo, por vía subcutánea u ortotópica, y cómo se evaluará su crecimiento?
• ¿Cuánto tiempo necesita que los ratones permanezcan injertados?

Hacer coincidir sus respuestas a estas preguntas con las características de los ratones descritos en la Suite Integral de inmunodeficientes debería reducir considerablemente sus opciones de anfitrión.

Ratones desnudos

En general, los ratones desnudos son huéspedes ideales para líneas celulares tumorales establecidas y de rápido crecimiento. Debido a que no tienen pelo, no es necesario afeitarlos ni depilarlos para evaluar el crecimiento de un tumor subcutáneo. El fenotipo sin vello también hace que el seguimiento de células marcadas fluorescentemente por imágenes de todo el cuerpo sea muy fácil. Sin embargo, debido a que los ratones desnudos todavía tienen respuestas robustas de células B y células NK, no son huéspedes adecuados para cánceres de transmisión sanguínea, como leucemias o linfomas. También son hospedadores deficientes para células tumorales primarias humanas o de ratón de crecimiento lento o fragmentos tumorales heterogéneos.

JAX mantiene colonias vivas de tres cepas desnudas diferentes: ratones consanguíneos NU / J (002019), ratones congénitos B6-nude (000819) y desnudos consanguíneos J:NU (007850). Al ser endogámicos y congénicos, respectivamente, los desnudos NU/J y B6 son genéticamente homogéneos. Por lo tanto, es probable que apoyen un crecimiento tumoral más consistente. Por el contrario, los individuos de raza J:NU pueden presentar un crecimiento tumoral más variable debido a que son genéticamente heterogéneos. Su naturaleza hereditaria, sin embargo, los hace más vigorosos que los desnudos NU/J o B6, por lo que pueden soportar manipulaciones experimentales más invasivas o severas. Debido a que los ratones NU/J y J:NU son albinos, es posible que se prefieran para monitorear el crecimiento tumoral mediante imágenes de todo el cuerpo.

Ratones con deficiencia de trapo y Scid

Si vas a injertar líneas celulares primarias establecidas de crecimiento lento o cánceres de transmisión sanguínea, los ratones con deficiencia de trapo y scid son mejores opciones que los ratones desnudos. Ambos tienen deficiencia de células T y B y, por lo tanto, están más inmunocomprometidos que los desnudos. Los tumores que solo crecen obstinadamente en ratones desnudos probablemente crecerán más robustos en cualquiera de estas cepas.

De los dos modelos, es probable que los scid se usen más ampliamente como hospedadores de células tumorales, posiblemente porque han existido durante mucho tiempo, desde la década de 1990, y están ampliamente disponibles en la mayoría de los vendedores de ratones. Sin embargo, son propensos a «fugas», lo que significa que pueden desarrollar niveles bajos de inmunoglobulinas séricas (Igs). Esta filtración es más común en ratones B6- (001913) y BALB/c scid (001803), menos común en ratones C3H scid (001131), y menos común en ratones NOD – scid (001303). No está claro qué efecto, en su caso, tiene esta filtración en la idoneidad de estos ratones como huéspedes de células tumorales. Los estudios indican que el repertorio de antígenos que reconocen los Ig «con fugas» es pequeño, y los datos que vinculan la fuga con el rechazo de tejidos o el crecimiento tumoral deficiente son débiles.

De las cuatro cepas de scid mencionadas anteriormente, los ratones scid NOD suelen soportar niveles más altos de injerto. Sin embargo, los ratones con SCID NOD pueden desarrollar linfomas tímicos, que limitan su esperanza de vida promedio a aproximadamente 30 semanas. Por lo tanto, los ratones scid con NOD pueden no ser huéspedes adecuados para estudios de injertos a largo plazo.

Debido a que la proteína Prkdc está involucrada en la reparación del ADN, los mutantes de scid son sensibles a la radiación y, por lo tanto, pueden no ser huéspedes adecuados si necesitan ser irradiados. Por otro lado, debido a que las proteínas de trapo no están involucradas en la reparación del ADN, los ratones deficientes en trapo son resistentes a la radiación. Además, no son «filtrantes». De hecho, los ratones con deficiencia de trapo se han referido ocasionalmente como «escidas sin fugas».»

Debido a que ni la scid ni los ratones deficientes en trapo son lampiños, necesitan afeitarse o depilarse para monitorear el crecimiento de un tumor subcutáneo.

Ratones inmunodeficientes de orden superior: Huéspedes preferidos para tumores primarios humanos

Si va a inyectar tumores primarios humanos y de ratón, probablemente necesitará un grado de inmunodeficiencia mayor que el proporcionado por ratones desnudos, scid o deficientes en trapo. A lo largo de los años, se han producido varias cepas que combinan mutaciones adicionales con deficiencia de scid o Rag para suprimir aún más las respuestas inmunitarias de un ratón. Estos incluyen ratones scid beige (Lystbg), NOD scid/(b2-microglobulina (B2m) deficiente (002570), y NOD Rag1/perforina 1 (Prf1)-nulo (004848). Más recientemente, se han desarrollado ratones NSG y NRG, que combinan las mutaciones scid y Rag1, respectivamente, con una deficiencia en la cadena gamma del receptor de interleucina 2 (Il2rg), que apoyan un crecimiento tumoral posterior al injerto más robusto que los ratones anteriores con doble mutación. Además, los tumores primarios humanos injertados en ratones con GN conservan más de sus características citoestructurales y estromales nativas que cuando se injertan en ratones BALB/c scid. La incomparable deficiencia inmunitaria de los ratones con GN los ha convertido en un huésped preferido para establecer y transmitir los tumores primarios humanos en nuestro Recurso de Xenoinjertos (PDX) Derivados de Pacientes, que ahora contiene más de 200 modelos establecidos de paso bajo.

La única desventaja importante cuando se usa NSG o NRG como huéspedes tumorales es que los ratones tienen cabello y deben afeitarse o depilarse para monitorear el crecimiento de tumores subcutáneos. Además, en al menos un estudio, los ratones con GN eran demasiado permisivos: las células de melanoma que normalmente no son tumorígenas en un paciente humano formaron tumores en este ratón. En ese estudio, se encontró que los hospedadores de SCID con NOD recapitulan con mayor fidelidad las neoplasias malignas que normalmente se observan en pacientes de cáncer humano.

En general, cuanto más gravemente inmunocomprometido esté un huésped de ratón, más probable será que crezca una línea celular tumoral o un tumor primario. Sin embargo, en muchos casos, un huésped menos inmunocomprometido apoyará un crecimiento tumoral adecuado. La elección de un huésped inmunodeficiente, entonces, depende en gran medida del origen de las células tumorígenas y su tasa de crecimiento típica cuando se trasplantan a un huésped. Para obtener orientación adicional sobre cómo elegir un huésped inmunodeficiente para cualquier tipo de estudio de injertos tumorales, comuníquese con nuestro grupo de Servicios de Información Técnica.