Les souris sont couramment utilisées comme modèles de maladies humaines, aidant les scientifiques à comprendre le fonctionnement de pathologies complexes et à développer des médicaments sûrs et efficaces. Il est désormais possible de créer une gamme de modèles de souris génétiquement modifiés, y compris des modèles humanisés, knock-in et knock-out, qui peuvent être utilisés pour faire progresser notre compréhension et notre traitement des maladies humaines.
Réseaux technologiques récemment parlé avec le Dr Marvin Ouyang,Cyagène evice-président exécutif et directeur scientifique, pour en savoir plus sur les souris humanisées et les applications dont elles peuvent bénéficier. Dans cette interview, le Dr Ouyang explique également comment des souris humanisées peuvent être générées et met en évidence certaines des capacités de Cagen dans ce domaine.
Anna MacDonald (AM) : Que sont les souris humanisées ?
Dr Marvin Ouyang (MO) : Un modèle de souris humanisé est un terme large se référant à une souris greffée avec des gènes, des cellules ou des tissus humains fonctionnels. Ce type de modèle est généralement utilisé comme un puissant in vivo modèle pour l’étude préclinique des maladies humaines et la découverte de médicaments. Les modèles murins humanisés sont devenus un modèle animal important pour identifier l’impact des gènes humains sur le développement et la maladie.
UN M: Pourquoi les souris humanisées sont-elles un outil de recherche populaire ?
MO : L’objectif prédominant de toute recherche biomédicale est de vaincre les maladies humaines. En raison de l’éthique médicale, nous ne pouvons pas tester dans un premier temps des médicaments aux effets incertains dans le corps humain. Par conséquent, l’évaluation de l’innocuité et de l’efficacité des médicaments à l’aide de modèles animaux est devenue la meilleure alternative. Les modèles murins sont depuis devenus irremplaçables pour l’étude de la fonction et de la pathogenèse des gènes et ont également accéléré le processus de criblage des médicaments. Les souris humanisées servent largement de modèles en médecine translationnelle, jouant un rôle important dans la recherche biologique et la découverte de médicaments, y compris la médecine régénérative, la transplantation et l’immunologie.
AM : De quelles applications les souris humanisées peuvent-elles particulièrement bénéficier ?
MO: Les souris humanisées sont des outils importants pour la recherche préclinique qui permettent aux chercheurs de mener des études pertinentes sur le plan translationnel. Ils bénéficient à un large éventail de domaines de recherche, notamment :
- Évaluer l’efficacité de l’immunothérapie
- Expériences pharmacodynamiques
- Prédiction de la réponse clinique
- Recherche immunitaire contre les tumeurs
- Et plus
UN M: Pouvez-vous nous en dire plus sur l’utilisation des souris humanisées dans la recherche sur le cancer ?
MO: Les souris humanisées peuvent être appliquées à l’étude de l’édition des lymphocytes T en tant que méthode d’évaluation pour optimiser l’efficacité et l’innocuité de la régulation TCR/CAR et élargir la portée du traitement du cancer. Des mécanismes optimisés pour introduire des TCR spécifiques aux tumeurs dans les cellules T par la méthode transgénique (TG) ont été étudiés dans des modèles murins humanisés. Il existe une préoccupation majeure concernant la sécurité de la thérapie TG TCR, qui est le potentiel de mésappariement entre le TG TCR et le TCR endogène, provoquant une spécificité hors cible et augmentant ainsi la cytotoxicité. Après avoir détruit endogène TCRa et TCRb gènes avec la méthode ZFN, les chercheurs ont découvert que le modèle Hu-PBL-SCID transplanté avec une source de cellules T TG modifiées pour la leucémie wt-1-positive ne pouvait exprimer que des TCR WT-1 spécifiques à la tumeur.
Les souris humanisées peuvent également servir d’outils d’évaluation pour les inhibiteurs de points de contrôle immunitaires. À l’heure actuelle, deux anticorps monoclonaux de point de contrôle immunitaire ont été développés avec succès en clinique, l’anticorps monoclonal anti-cytotoxique T lymphocyte antigène 4 (CTLA-4) et l’anticorps monoclonal anti-mort cellulaire programmée-1 (anti-PD-1). Les traitements par anticorps monoclonaux CTLA-4 et anti-PD-1 ont démontré leur efficacité dans la lutte contre le mélanome, mais tous les patients ne répondent pas à la fois aux thérapies CTLA-4 et anti-PD-1. Par conséquent, les souris humanisées transplantées avec des tumeurs peuvent révéler le mécanisme d’interaction entre le blocage et le système immunitaire et évaluer l’efficacité et l’efficience des immunomodulateurs. Des études récentes ont montré que l’administration combinée d’anticorps monoclonaux anti-hcd137 et anti-PD-1 a un effet antitumoral significatif chez des souris RAG2 IL2RG transplantées avec des cellules cancéreuses colorectales humaines HT-29 et des cellules mononucléées hétérologues du sang périphérique humain (PBMC), ou chez des souris transplantées avec du tissu de cancer gastrique provenant de patients et de PBMC autologues.
AM : Pouvez-vous expliquer les différentes manières dont les souris humanisées peuvent être générées ?
MO: Il existe deux méthodes principales pour générer des modèles de souris humanisés, décrites ci-dessous.
1) Transplantation de cellules ou de tissus humains dans des souris immunodéficientes
Des modèles murins humanisés conventionnels ont été établis en transplantant des cellules ou des tissus humains dans des souris immunodéficientes. En raison des mérites de son efficacité élevée, de son économie et de son processus de fonctionnement relativement simple, cette méthode a été largement utilisée comme modèle animal expérimental préclinique dans la recherche sur les maladies infectieuses humaines, le cancer, la médecine régénérative, la transplantation, l’allergie et l’immunité.
2) Insertion de gènes humains dans le génome de la souris à l’aide de la technologie transgénique/ciblage génique/édition génique
Les modèles de souris humanisées génétiquement modifiées ont été largement appliqué à la recherche sur la fonction des gènes humains, le développement de médicaments immunitaires contre les tumeurs, les maladies infectieuses, l’évaluation préclinique des médicaments et plus encore. Par exemple, en humanisant les gènes de souris liés aux points de contrôle immunitaires tels que CTLA4 et PD1, des souris humanisées pouvant interagir avec des anticorps humanisés anti-CTLA4 et PD1 peuvent être construites, ce qui constitue un outil efficace pour le dépistage et l’évaluation précliniques des médicaments anticorps.
UN M: Quels sont les avantages d’utiliser des modèles murins humanisés pour la production d’anticorps ?
MO: Avec les progrès rapides de la production d’anticorps humanisés, l’utilisation de la modification génétique pour développer des souris qui produisent des anticorps humains est devenue une facette importante de la recherche sur le développement de médicaments à base d’anticorps. Une souris humanisée exprimant un anticorps humain peut être obtenue par plusieurs cycles de ciblage génique, remplaçant respectivement la région de souris homologue par la région variable chaîne lourde/chaîne légère de l’anticorps humain. Après avoir été stimulée par l’antigène correspondant, la souris humanisée peut produire un anticorps contenant une partie de région variable humanisée contre l’antigène avec la région constante d’un anticorps de souris. Des études ont montré que les anticorps humains obtenus par criblage de souris humanisées ont une affinité et une activité plus efficaces que les anticorps humains obtenus par in vitro Méthodes de recombinaison de l’ADN.
UN M: Quels facteurs les chercheurs doivent-ils prendre en compte lors du choix entre les méthodes de ciblage CRISPR/Cas ou de cellules souches embryonnaires (ES) ?
MO: CRISPR, qui signifie « répétitions palindromiques courtes régulièrement espacées en cluster », travaille aux côtés des protéines Cas pour former le complexe CRISPR-Cas – une technologie biologique dérivée à l’origine d’un système d’immunité adaptative procaryote. Bien que CRISPR soit connu pour ses avantages tels qu’une efficacité élevée, un délai d’exécution rapide, un processus pratique, un faible coût et une application réussie à différentes espèces ; les inconvénients incluent les risques imprévisibles et incontrôlables hors cible, les limitations de taille des fragments et les litiges en cours sur les brevets, ce qui le rend souvent inapproprié pour des projets de modification génétique complexes.
La technologie de ciblage des gènes à médiation par les cellules ES – largement considérée comme le « Gold Standard » de l’industrie – fournit des modifications génétiques précises sans effets hors cible, permettant une modification génétique complexe.
Depuis les débuts de la recherche sur l’édition de gènes, la capacité de modifier avec précision de grandes régions génomiques est restée le principal moteur de l’innovation dans le domaine. Bien que les technologies d’édition de gènes aient été continuellement affinées, la taille de la région modifiable est toujours limitée en fonction des méthodes utilisées.
Le développement de modèles de souris (humanisés) avec de grandes modifications génomiques s’est avéré être une tâche difficile pour de nombreux noyaux institutionnels et entreprises. La recherche de remplacements de gènes entiers – utilisés dans la thérapie de remplacement de gènes – repousse souvent les limites des technologies d’édition de gènes. Les knock-ins de grands fragments (LFKI) – également limités – sont utilisés pour développer des modèles de souris humanisées.
UN M: Pouvez-vous nous en dire plus sur les capacités de génération de souris humanisées de Cagen et les avantages qu’elles offrent aux chercheurs ?
MO: Alors que l’édition CRISPR/Cas9 ou le ciblage génique médié par ESC peuvent être utilisés pour développer des modèles de souris knock-in (KI) humanisées, chaque méthode offre ses propres avantages pour le développement de modèles. Le Cyagène TurboKnockout® Le service de ciblage génique rassemble les avantages de chaque méthode pour fournir une modélisation génique complexe dans des modèles de souris C57BL/6 ou BALB/c – y compris des LFKI jusqu’à 300 kb – sur une chronologie accélérée. TurboKnockout® fournit des modèles de souris humanisés prêts pour la recherche en aussi peu que 6 mois.
Par rapport au génie génétique basé sur CRISPR/Cas9, TurboKnockout® fournit des modifications génétiques précises sans effets hors cible, est exempt de litiges en matière de brevets et constitue la technologie de choix pour les projets de développement de médicaments nécessitant une liberté d’exploitation.
Le Dr Marvin Ouyang s’adressait à Anna MacDonald, rédactrice scientifique pour les réseaux technologiques.
Les souris sont couramment utilisées comme modèles de maladies humaines, aidant les scientifiques à comprendre le fonctionnement de pathologies complexes et à développer des médicaments sûrs et efficaces. Il est désormais possible de créer une gamme de modèles de souris génétiquement modifiés, y compris des modèles humanisés, knock-in et knock-out, qui peuvent être utilisés pour faire progresser notre compréhension et notre traitement des maladies humaines.
Réseaux technologiques récemment parlé avec le Dr Marvin Ouyang,Cyagène evice-président exécutif et directeur scientifique, pour en savoir plus sur les souris humanisées et les applications dont elles peuvent bénéficier. Dans cette interview, le Dr Ouyang explique également comment des souris humanisées peuvent être générées et met en évidence certaines des capacités de Cagen dans ce domaine.
Anna MacDonald (AM) : Que sont les souris humanisées ?
Dr Marvin Ouyang (MO) : Un modèle de souris humanisé est un terme large se référant à une souris greffée avec des gènes, des cellules ou des tissus humains fonctionnels. Ce type de modèle est généralement utilisé comme un puissant in vivo modèle pour l’étude préclinique des maladies humaines et la découverte de médicaments. Les modèles murins humanisés sont devenus un modèle animal important pour identifier l’impact des gènes humains sur le développement et la maladie.
UN M: Pourquoi les souris humanisées sont-elles un outil de recherche populaire ?
MO : L’objectif prédominant de toute recherche biomédicale est de vaincre les maladies humaines. En raison de l’éthique médicale, nous ne pouvons pas tester dans un premier temps des médicaments aux effets incertains dans le corps humain. Par conséquent, l’évaluation de l’innocuité et de l’efficacité des médicaments à l’aide de modèles animaux est devenue la meilleure alternative. Les modèles murins sont depuis devenus irremplaçables pour l’étude de la fonction et de la pathogenèse des gènes et ont également accéléré le processus de criblage des médicaments. Les souris humanisées servent largement de modèles en médecine translationnelle, jouant un rôle important dans la recherche biologique et la découverte de médicaments, y compris la médecine régénérative, la transplantation et l’immunologie.
AM : De quelles applications les souris humanisées peuvent-elles particulièrement bénéficier ?
MO: Les souris humanisées sont des outils importants pour la recherche préclinique qui permettent aux chercheurs de mener des études pertinentes sur le plan translationnel. Ils bénéficient à un large éventail de domaines de recherche, notamment :
- Évaluer l’efficacité de l’immunothérapie
- Expériences pharmacodynamiques
- Prédiction de la réponse clinique
- Recherche immunitaire contre les tumeurs
- Et plus
UN M: Pouvez-vous nous en dire plus sur l’utilisation des souris humanisées dans la recherche sur le cancer ?
MO: Les souris humanisées peuvent être appliquées à l’étude de l’édition des lymphocytes T en tant que méthode d’évaluation pour optimiser l’efficacité et l’innocuité de la régulation TCR/CAR et élargir la portée du traitement du cancer. Des mécanismes optimisés pour introduire des TCR spécifiques aux tumeurs dans les cellules T par la méthode transgénique (TG) ont été étudiés dans des modèles murins humanisés. Il existe une préoccupation majeure concernant la sécurité de la thérapie TG TCR, qui est le potentiel de mésappariement entre le TG TCR et le TCR endogène, provoquant une spécificité hors cible et augmentant ainsi la cytotoxicité. Après avoir détruit endogène TCRa et TCRb gènes avec la méthode ZFN, les chercheurs ont découvert que le modèle Hu-PBL-SCID transplanté avec une source de cellules T TG modifiées pour la leucémie wt-1-positive ne pouvait exprimer que des TCR WT-1 spécifiques à la tumeur.
Les souris humanisées peuvent également servir d’outils d’évaluation pour les inhibiteurs de points de contrôle immunitaires. À l’heure actuelle, deux anticorps monoclonaux de point de contrôle immunitaire ont été développés avec succès en clinique, l’anticorps monoclonal anti-cytotoxique T lymphocyte antigène 4 (CTLA-4) et l’anticorps monoclonal anti-mort cellulaire programmée-1 (anti-PD-1). Les traitements par anticorps monoclonaux CTLA-4 et anti-PD-1 ont démontré leur efficacité dans la lutte contre le mélanome, mais tous les patients ne répondent pas à la fois aux thérapies CTLA-4 et anti-PD-1. Par conséquent, les souris humanisées transplantées avec des tumeurs peuvent révéler le mécanisme d’interaction entre le blocage et le système immunitaire et évaluer l’efficacité et l’efficience des immunomodulateurs. Des études récentes ont montré que l’administration combinée d’anticorps monoclonaux anti-hcd137 et anti-PD-1 a un effet antitumoral significatif chez des souris RAG2 IL2RG transplantées avec des cellules cancéreuses colorectales humaines HT-29 et des cellules mononucléées hétérologues du sang périphérique humain (PBMC), ou chez des souris transplantées avec du tissu de cancer gastrique provenant de patients et de PBMC autologues.
AM : Pouvez-vous expliquer les différentes manières dont les souris humanisées peuvent être générées ?
MO: Il existe deux méthodes principales pour générer des modèles de souris humanisés, décrites ci-dessous.
1) Transplantation de cellules ou de tissus humains dans des souris immunodéficientes
Des modèles murins humanisés conventionnels ont été établis en transplantant des cellules ou des tissus humains dans des souris immunodéficientes. En raison des mérites de son efficacité élevée, de son économie et de son processus de fonctionnement relativement simple, cette méthode a été largement utilisée comme modèle animal expérimental préclinique dans la recherche sur les maladies infectieuses humaines, le cancer, la médecine régénérative, la transplantation, l’allergie et l’immunité.
2) Insertion de gènes humains dans le génome de la souris à l’aide de la technologie transgénique/ciblage génique/édition génique
Les modèles de souris humanisées génétiquement modifiées ont été largement appliqué à la recherche sur la fonction des gènes humains, le développement de médicaments immunitaires contre les tumeurs, les maladies infectieuses, l’évaluation préclinique des médicaments et plus encore. Par exemple, en humanisant les gènes de souris liés aux points de contrôle immunitaires tels que CTLA4 et PD1, des souris humanisées pouvant interagir avec des anticorps humanisés anti-CTLA4 et PD1 peuvent être construites, ce qui constitue un outil efficace pour le dépistage et l’évaluation précliniques des médicaments anticorps.
UN M: Quels sont les avantages d’utiliser des modèles murins humanisés pour la production d’anticorps ?
MO: Avec les progrès rapides de la production d’anticorps humanisés, l’utilisation de la modification génétique pour développer des souris qui produisent des anticorps humains est devenue une facette importante de la recherche sur le développement de médicaments à base d’anticorps. Une souris humanisée exprimant un anticorps humain peut être obtenue par plusieurs cycles de ciblage génique, remplaçant respectivement la région de souris homologue par la région variable chaîne lourde/chaîne légère de l’anticorps humain. Après avoir été stimulée par l’antigène correspondant, la souris humanisée peut produire un anticorps contenant une partie de région variable humanisée contre l’antigène avec la région constante d’un anticorps de souris. Des études ont montré que les anticorps humains obtenus par criblage de souris humanisées ont une affinité et une activité plus efficaces que les anticorps humains obtenus par in vitro Méthodes de recombinaison de l’ADN.
UN M: Quels facteurs les chercheurs doivent-ils prendre en compte lors du choix entre les méthodes de ciblage CRISPR/Cas ou de cellules souches embryonnaires (ES) ?
MO: CRISPR, qui signifie « répétitions palindromiques courtes régulièrement espacées en cluster », travaille aux côtés des protéines Cas pour former le complexe CRISPR-Cas – une technologie biologique dérivée à l’origine d’un système d’immunité adaptative procaryote. Bien que CRISPR soit connu pour ses avantages tels qu’une efficacité élevée, un délai d’exécution rapide, un processus pratique, un faible coût et une application réussie à différentes espèces ; les inconvénients incluent les risques imprévisibles et incontrôlables hors cible, les limitations de taille des fragments et les litiges en cours sur les brevets, ce qui le rend souvent inapproprié pour des projets de modification génétique complexes.
La technologie de ciblage des gènes à médiation par les cellules ES – largement considérée comme le « Gold Standard » de l’industrie – fournit des modifications génétiques précises sans effets hors cible, permettant une modification génétique complexe.
Depuis les débuts de la recherche sur l’édition de gènes, la capacité de modifier avec précision de grandes régions génomiques est restée le principal moteur de l’innovation dans le domaine. Bien que les technologies d’édition de gènes aient été continuellement affinées, la taille de la région modifiable est toujours limitée en fonction des méthodes utilisées.
Le développement de modèles de souris (humanisés) avec de grandes modifications génomiques s’est avéré être une tâche difficile pour de nombreux noyaux institutionnels et entreprises. La recherche de remplacements de gènes entiers – utilisés dans la thérapie de remplacement de gènes – repousse souvent les limites des technologies d’édition de gènes. Les knock-ins de grands fragments (LFKI) – également limités – sont utilisés pour développer des modèles de souris humanisées.
UN M: Pouvez-vous nous en dire plus sur les capacités de génération de souris humanisées de Cagen et les avantages qu’elles offrent aux chercheurs ?
MO: Alors que l’édition CRISPR/Cas9 ou le ciblage génique médié par ESC peuvent être utilisés pour développer des modèles de souris knock-in (KI) humanisées, chaque méthode offre ses propres avantages pour le développement de modèles. Le Cyagène TurboKnockout® Le service de ciblage génique rassemble les avantages de chaque méthode pour fournir une modélisation génique complexe dans des modèles de souris C57BL/6 ou BALB/c – y compris des LFKI jusqu’à 300 kb – sur une chronologie accélérée. TurboKnockout® fournit des modèles de souris humanisés prêts pour la recherche en aussi peu que 6 mois.
Par rapport au génie génétique basé sur CRISPR/Cas9, TurboKnockout® fournit des modifications génétiques précises sans effets hors cible, est exempt de litiges en matière de brevets et constitue la technologie de choix pour les projets de développement de médicaments nécessitant une liberté d’exploitation.
Le Dr Marvin Ouyang s’adressait à Anna MacDonald, rédactrice scientifique pour les réseaux technologiques.
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