Il termine xenotrapianto si riferisce a un tessuto o organo derivato da una specie diversa dal destinatario del campione. Sono potenti strumenti di ricerca in oncologia e essenziali per il trattamento delle ferite in clinica.
Questa intuizione metterà in evidenza alcuni usi chiave di xenotrapianti e perché sono importanti per gli studi di ricerca.
Xenotrapianti nel trattamento delle lesioni cutanee
Nel caso in cui una persona sia gravemente ustionata o ferita e manchi di ampie aree di pelle, gli xenotrapianti vengono utilizzati per riparare temporaneamente le aree colpite. Lo xenotrapianto più comunemente usato è l’EZ Derm®, che è un derma porcino reticolato aldeidico che aiuta nel recupero della perdita cutanea a spessore parziale. Non è un trattamento permanente, ma fornisce una copertura per l’area interessata abbastanza a lungo per proteggere il tessuto esposto da contaminanti esterni e diminuire la perdita di proteine e la morte cellulare.
Al momento della lesione, gli autotrapianti non sono sempre opzioni di trattamento fattibili a seconda delle dimensioni e della posizione della lesione cutanea. Una volta che la pelle sotto lo xenotrapianto è guarita in uno stato accettabile, un sottile strato di pelle può essere prelevato da una posizione inalterata e utilizzato per coprire la lesione tissutale. Tuttavia, se non è disponibile abbastanza pelle del donatore, sarà necessario utilizzare un innesto a maglie, in cui la pelle del donatore viene allungata e tagliata per creare una copertura più grande simile a rete1. Il recupero da questo innesto è più difficile e richiede più tempo, ma entrambe le opzioni si sono dimostrate efficaci nella clinica2.
Xenotrapianti derivati dal paziente (PDX) per la ricerca oncologica
Un secondo uso per gli xenotrapianti è nella ricerca oncologica. Al fine di sviluppare un piano di trattamento personalizzato per i pazienti oncologici, un piccolo segmento del loro tumore può essere asportato e successivamente innestato in un topo immunodeficiente o umanizzato. Questi sono indicati come xenotrapianti derivati dal paziente (PDX)3.
Oltre ai trattamenti personalizzati, i modelli PDX consentono lo studio del tumore e dei suoi modelli e comportamenti di crescita naturali. A seconda della posizione originale del tumore può essere trapiantato sotto la pelle o nell’organo da cui il tumore è stato originariamente derivato.
Modelli murini immunodeficienti per studi PDX
Sono stati sviluppati numerosi modelli di PDX nel topo e nel ratto per accettare xenotrapianti derivati dal paziente. Per prevenire il rigetto del tessuto estraneo, questi modelli sono in genere gravemente immunodeficienti o contengono un sistema immunitario umano.
Sia i topi nudi (che mancano di cellule T) che i topi scid (che mancano di cellule T e B) sono stati utilizzati per gli studi PDX4. Questa natura di immunodeficienza consente allo xenotrapianto di essere accettato e non attaccato dalle risposte immunitarie dell’ospite5. I topi geneticamente modificati (GEMs) presentano anche opzioni praticabili per gli studi di xenotrapianto a causa dei loro genomi modificati con conseguente mancanza di cellule B e T. Un esempio specifico è il modello murino con un’interruzione del gene Rag2. I topi che sono omozigoti per questa modifica non sono in grado di avviare la ricombinazione V(D)J con conseguente incapacità di produrre linfociti maturi B e T6.
Mentre tutti questi modelli sono considerati immunodeficienti, il campo degli studi PDX si è recentemente spostato verso l’utilizzo di modelli ancora più immunodeficienti come il CIEA NOG mouse®. Questo modello in particolare fornisce una migliore piattaforma per l’attecchimento e la crescita dei tumori derivati dal paziente.
Questo GIOIELLO è stato originariamente sviluppato da Mamoru It dell’Istituto Centrale per gli animali da esperimento (CIEA) in Giappone. Questo modello manca di cellule mature T, B e NK, mostra una ridotta attività del complemento, ha macrofagi disfunzionali e cellule dendritiche e non mostra “perdite” di cellule T o B nel tempo. Con tutte queste caratteristiche, questo modello ha dimostrato di essere una piattaforma eccellente per gli studi di xenotrapianto 7.
Topi umanizzati
L’avvento dei topi umanizzati ha introdotto ancora più opzioni per il paesaggio modello del mouse — permettendo ai ricercatori di innestare tumori a un topo che contiene un sistema immunitario umano. Più modelli con queste modifiche si basano sullo sfondo NOG e sono stati attecchiti con cellule staminali ematopoietiche umane.
Dopo l’attecchimento stabile delle cellule staminali ematopoietiche umane, i linfociti umani saranno presenti nel sangue periferico, nel midollo osseo, nel timo e nella milza. Questi modelli presentano piattaforme uniche e inestimabili per lo studio di nuove immunoterapie su tumori derivati dal paziente.
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