Souris immunodéficientes pour les études sur le cancer: Quelle souche hôte dois-je utiliser?

C’est une question simple avec une réponse pas si simple!

Quatre classes de souris immunodéficientes

JAX distribue une variété de souches immunodéficientes qui peuvent être divisées en quatre catégories principales:

• Souris « Nues »
• Souris « Scid »
• Souris « déficientes en chiffon »
• Souris immunodéficientes « d’ordre supérieur et multigéniques »

Un article de JAX Notes décrit en détail ces offrandes. En bref, les souris « nues » sont homozygotes pour la mutation Foxn1nu, ou « nue ». Foxn1 code un facteur de transcription requis pour le développement du follicule pileux et du thymique. En son absence, les souris sont à la fois glabres et athymiques. Comme le thymus ne se forme pas, il n’y a pas de place pour les lymphocytes T CD4+ et CD8+ pour se différencier et mûrir, ce qui rend les homozygotes nus déficients en lymphocytes T.

Les souris  » Scid » sont homozygotes pour la mutation Prkdcscid. Le gène Prkdc code pour la sous-unité catalytique de la protéine kinase dépendante de l’ADN qui est nécessaire à la réparation de l’ADN et à l’étanchéité des ruptures d’ADN double brin qui se produisent lors de la recombinaison somatique des gènes du récepteur des cellules T (TCR) et des immunoglobulines (Ig). En l’absence de protéine Prkdc, les gènes TCR et Ig ne peuvent pas se réorganiser, ce qui entraîne des souris déficientes en lymphocytes T et B.

Les souris « déficientes en chiffon » sont des souris qui n’expriment pas les protéines fonctionnelles Rag1 ou Rag2. Comme le gène Prkdc, Rag1 et Rag2 sont nécessaires à la recombinaison somatique des gènes TCR et Ig, et l’absence de l’un ou l’autre des gènes entraîne une déficience des lymphocytes T et B. Les souris porteuses des mutations Rag1tm1Mom ou Rag2tm1.1Cgn ont des phénotypes très similaires, sinon identiques.

Enfin, les souris immunodéficientes « d’ordre supérieur et multigéniques » sont construites à partir de souris déficientes en Prkdcscid ou en Rag et portent des mutations supplémentaires améliorant l’immunodéficience. Parmi ces souris se trouvent nos souris NSG et NRG, qui portent une mutation spécifique du gène de la sous-unité gamma du récepteur de l’interleukine 2 (Il2rgtm1Wjl) en combinaison avec le Prkdcscid et Rag1tm1Mom, respectivement. Ces souris sont déficientes en cellules B, T et NK. De plus, parce qu’ils ont tous deux des antécédents génétiques NOD / ShiLtJ, ils sont déficients en complément hémolytique et portent des allèles qui affectent négativement les fonctions des macrophages et des cellules dendritiques.

Le choix d’un hôte de cellule tumorale

Le choix du meilleur hôte pour une étude tumorale parmi ces souches dépend de plusieurs facteurs, notamment:

• Quel type de tumeur souhaitez—vous greffer – par exemple, une lignée cellulaire établie, une tumeur transmise par le sang ou une tumeur primaire à croissance lente?
• Où allez-vous greffer la tumeur — par exemple, par voie sous-cutanée ou orthotopique – et comment allez-vous évaluer sa croissance?
• Combien de temps faut-il que les souris restent greffées ?

L’adéquation de vos réponses à ces questions aux caractéristiques des souris décrites dans la Suite complète des immunodéficients devrait considérablement restreindre vos choix d’hôtes.

Souris nues

En général, les souris nues constituent des hôtes idéaux pour les lignées cellulaires tumorales établies et à croissance rapide. Parce qu’ils sont glabres, ils n’ont pas besoin d’être rasés ou épilés pour évaluer la croissance d’une tumeur sous-cutanée. Le phénotype glabre facilite également le suivi des cellules marquées par fluorescence par imagerie du corps entier. Cependant, comme les souris nues ont encore des réponses à cellules B et à cellules NK robustes, elles ne sont pas des hôtes appropriés pour les cancers transmis par le sang, tels que les leucémies ou les lymphomes. Ce sont également des hôtes pauvres pour les cellules tumorales primaires humaines ou de souris à croissance lente ou les fragments tumoraux hétérogènes.

JAX maintient des colonies vivantes de trois souches nues différentes: des souris consanguines NU/J (002019), des souris congénitales B6-nude (000819) et des nus congénitaux J:NU (007850). Étant consanguins et congénitaux, respectivement, NU/J et B6-nus sont génétiquement homogènes. Par conséquent, ils sont susceptibles de soutenir une croissance tumorale plus cohérente. En revanche, les nus J: NU surprisés peuvent présenter une croissance tumorale plus variable car ils sont génétiquement hétérogènes. Leur nature surpuissante, cependant, les rend plus vigoureux que les NU / J ou les nus B6, de sorte qu’ils peuvent résister à des manipulations expérimentales plus invasives ou sévères. Étant donné que les souris NU / J et J: NU sont albinos, elles peuvent être préférées pour surveiller la croissance tumorale par imagerie du corps entier.

Souris déficientes en Scid et en chiffon

Si vous souhaitez greffer des lignées cellulaires primaires établies à croissance lente ou des cancers transmis par le sang, les souris déficientes en scid et en chiffon sont de meilleurs choix que les souris nues. Les deux sont déficients en lymphocytes T et B et donc plus immunodéprimés que les nus. Les tumeurs qui ne se développent que de manière obstinée chez les souris nues se développeront probablement de manière plus robuste dans l’une ou l’autre de ces souches.

Des deux modèles, les SCID sont probablement plus largement utilisés comme hôtes de cellules tumorales, peut–être parce qu’ils existent depuis longtemps – depuis les années 1990 – et sont largement disponibles auprès de la plupart des vendeurs de souris. Cependant, ils sont sujets à une « fuite », ce qui signifie qu’ils peuvent développer de faibles niveaux d’immunoglobulines sériques (IG). Une telle fuite est plus fréquente chez les souris B6-(001913) et BALB / c scid (001803), moins fréquente chez les souris C3H scid (001131) et moins fréquente chez les souris NOD-scid (001303). On ne sait pas quel effet, le cas échéant, cette fuite a sur l’aptitude de ces souris en tant qu’hôtes de cellules tumorales. Des études indiquent que le répertoire d’antigènes reconnus par les Ig « qui fuient » est faible et que les données reliant la fuite au rejet tissulaire ou à une mauvaise croissance tumorale sont faibles.

Des quatre souches scid mentionnées ci-dessus, les souris NOD scid supportent généralement des niveaux de greffe plus élevés. Cependant, les souris NOD scid peuvent développer des lymphomes thymiques, ce qui limite leur durée de vie moyenne à environ 30 semaines. Par conséquent, les souris NOD scid peuvent ne pas être des hôtes appropriés pour les études de greffe à long terme.

Parce que la protéine Prkdc est impliquée dans la réparation de l’ADN, les mutants scid sont sensibles aux radiations et peuvent donc ne pas être des hôtes appropriés s’ils doivent être irradiés. D’autre part, parce que les protéines Rag ne sont pas impliquées dans la réparation de l’ADN, les souris déficientes en Rag sont résistantes aux radiations. De plus, ils ne « fuient pas. »En effet, les souris déficientes en chiffon ont parfois été appelées « scides sans fuite. »

Comme ni les souris déficientes en scid ni en chiffon ne sont glabres, elles doivent être rasées ou épilées pour surveiller la croissance d’une tumeur sous-cutanée.

Souris immunodéficientes d’ordre supérieur: Hôtes préférés pour les tumeurs primaires humaines

Si vous souhaitez greffer des tumeurs primaires humaines et souris, vous aurez probablement besoin d’un plus grand degré d’immunodéficience que celui fourni par des souris nues, scid ou déficientes en chiffon. Au fil des ans, plusieurs souches ont été produites qui combinent des mutations supplémentaires avec une déficience en scid ou en Rag pour supprimer davantage les réponses immunitaires d’une souris. Il s’agit notamment de souris scid beige (Lystbg), NOD scid/ (b2-microglobuline (B2m)-déficiente (002570) et NOD Rag1/ perforine 1 (Prf1)-null (004848). Plus récemment, des souris NSG et NRG, qui combinent respectivement les mutations scid et Rag1 avec une déficience de la chaîne gamma du récepteur de l’interleukine 2 (Il2rg), ont été développées pour soutenir une croissance tumorale post-greffe plus robuste que les souris doubles mutantes antérieures. De plus, les tumeurs primaires humaines greffées sur des souris NSG conservent davantage leurs caractéristiques cytostructurales et stromales natives que lorsqu’elles sont greffées sur des souris scid BALB / c. Le déficit immunitaire inégalé des souris NSG en a fait un hôte privilégié pour établir et faire passer les tumeurs primaires humaines dans notre ressource de xénogreffe dérivée du patient (PDX), qui contient maintenant plus de 200 modèles établis à faible passage.

Le seul inconvénient majeur lors de l’utilisation de NSG ou de NRG comme hôtes tumoraux est que les souris ont des poils et doivent être rasées ou épilées pour surveiller la croissance des tumeurs sous-cutanées. De plus, dans au moins une étude, les souris NSG étaient trop permissives: des cellules de mélanome qui ne sont normalement pas tumorigènes chez un patient humain ont formé des tumeurs chez cette souris. Dans cette étude, les hôtes NOD scid récapitulaient plus fidèlement les tumeurs malignes normalement observées chez les patients cancéreux humains.

En général, plus un hôte de souris est gravement immunodéprimé, plus il est probable que la lignée cellulaire tumorale ou la tumeur primaire se développe. Dans de nombreux cas, cependant, un hôte moins immunodéprimé soutiendra une croissance tumorale adéquate. Le choix d’un hôte immunodéficient dépend donc grandement de l’origine des cellules tumorigènes et de leur taux de croissance typique lorsqu’elles sont transplantées dans un hôte. Pour des conseils supplémentaires sur le choix d’un hôte immunodéficient pour toute sorte d’étude de greffe tumorale, veuillez contacter notre groupe de services d’informations techniques.