فأر مؤنسن

يحتوي بشكل أساسي على خلايا T

• محدود بسبب حدوث مرض رفض الطعم (GVHD) خلال فترة قصيرة.
• .
• 2. نموذج Hu-HSC
• يعتمد على زرع خلايا جذعية CD34⁺
• يسمح بتكوين عدة أنواع من الخلايا المناعية

التطبيقات

• تُستعمل الفئران المؤنسّة في:
• دراسة السرطان
• فهم نمو الأورام

لا تمثل الإنسان بشكل كامل

• حدوث مرض رفض الطعم (GVHD) في بعض النماذج
• اختلافات بيولوجية بين الإنسان والفأر
• تكلفة عالية وتعقيد في الإنشاء

الأمراض المعدية

مثل فيروس VIH (السيدا)

ينتج جهازًا مناعيًا بشريًا أكثر تكاملاً

يسمح بتطور خلايا T بطريقة أقرب للإنسان.

كيفية الإنشاء

• زرع خلايا أو أنسجة بشرية داخل هذه الفئران
• وتشمل مصادر الخلايا البشرية:
• خلايا الدم المحيطية (PBMCs أو PBLs)
• الخلايا الجذعية المكونة للدم (CD34⁺ HSCs)

كذلك، استخدام فئران معدلة وراثياً تعاني من نقص في الجهاز المناعي (خاصة الخلايا T و B و NK)

تم إنشاء الفئران المؤنسّة عبر خطوتين أساسيتين:

التاريخ

ومن ناحية أخرى، كان اكتشاف الفأر عديم الغدة الزعترية (المعروف باسم الفأر العاري)، وكذلك فأر SCID، من الأحداث المهمة التي مهدت الطريق لتطوير نماذج الفئران المُؤنسنة. تم إنشاء أول نموذج من

إضافةً إلى ذلك، هذا النوع عن طريق التهجين الرجعي بين سلالتي C57BL/Ka و BALB/c، حيث تميز بوجود طفرة فقدان وظيفة في جين PRKDC. إن ناتج هذا الجين ضروري لإصلاح انقطاعات سلاسل الحمض النووي أثناء تطور الخلايا التائية والخلايا البائية. كما أن حدوث طفرة في جين Foxn1 الموجود على الكروموسوم 11 يؤدي إلى ضعف في تطور الغدة الزعترية، مما يسبب نقصًا في الخلايا التائية الناضجة. ويؤدي خلل جين PRKDC إلى اضطراب في تطور الخلايا التائية والبائية، مما ينتج عنه نقص المناعة المشترك الشديد (SCID).ورغم الجهود المبذولة لتطوير هذا النموذج، فإن ضعف اندماج الخلايا الجذعية المكونة للدم البشرية (HSCs) كان من أبرز العوائق، مما استدعى المزيد من التطوير لنماذج الفئران المُؤنسنة. تُعد الفئران العارية أول نموذج لفئران تعاني من نقص المناعة، حيث كانت تنتج بشكل أساسي الأجسام المضادة من نوع IgM مع وجود قليل جدًا أو انعدام IgA. ونتيجة لذلك، لم تُظهر استجابة رفض تجاه الأنسجة غير الذاتية. ومن السلالات المستعملة بشكل شائع: BALB/c-nu و Swiss-nu و NC-nu و NIH-nu، والتي استُخدمت على نطاق واسع في دراسة أمراض المناعة والأورام. ومع ذلك، وبسبب احتفاظها بالخلايا البائية وخلايا NK، لم تكن قادرة على دعم اندماج الخلايا المناعية البشرية بشكل كامل، مما جعلها غير مثالية كنموذج للفئران المُؤنسنة. وجاءت الخطوة التالية المهمة في تطوير هذه النماذج مع نقل طفرة scid إلى فأر سكري غير بدين، مما أدى إلى إنشاء نموذجNOD-scid الذي يفتقر إلى الخلايا التائية والبائية وخلايا NK. وقد سمح هذا النموذج بمستوى أعلى قليلاً من إعادة تكوين الخلايا البشرية. ومع ذلك، فإن الاختراق الأكبر في هذا المجال تحقق مع إدخال طفرة في جين مستقبل IL-2 (IL2rg) في نموذج NOD-scid، مما أدى إلى إنشاء نماذج NOD-scid-γcnull (مثل NCG و NSG و NOG)، والتي تتميز بخلل في إشارات الإنترلوكينات IL-2 وIL-4 وIL-7 وIL-9 وIL-15 وIL-21.وقد طوّر الباحثون نموذج NSG أكثر عن طريق تعطيل جيني RAG1 و RAG2 (جينات تنشيط إعادة التركيب)، مما أدى إلى إنتاج نسخة RAGnull من هذا النموذج، والتي تفتقر إلى أغلب خلايا الجهاز المناعي، بما في ذلك الخلايا القاتلة الطبيعية والخلايا البائية والتائية، إضافة إلى البلاعم والخلايا المتغصنة، مما يجعلها أكثر نماذج الفئران نقصًا في المناعة حتى الآن. ومع ذلك، فإن من أهم عيوب هذا النموذج غياب مستضدات الكريات البيضاء البشرية (HLA). ونتيجة لذلك، عندما يتم زرع الخلايا التائية البشرية في هذه الفئران، فإنها تفشل في التعرف على الخلايا المقدمة للمستضدات البشرية، مما يؤدي إلى خلل في تبديل فئات الأجسام المضادة وعدم التنظيم السليم للأنسجة اللمفاوية الثانوية.

كذلك، ولتجاوز هذا القيد، تم إدخال جينات بشرية تُشفّر لمستضدات HLA من الصنفين I وII في نموذج NSG RAGnull، مما سمح بتكوين مجموعة متنوعة من الخلايا التائية البشرية وكذلك الاستجابات المناعية المناسبة. وتُعتبر الفئران التي تحمل مثل هذه الجينات البشرية هجائن بين الإنسان والحيوان.

دراسة تفاعل الجهاز المناعي مع السرطان

اختبار الأدوية

إضافةً إلى ذلك، وقد تم تصميم نماذج فئران مؤنسنة لدراسة سرطانات في أعضاء مختلفة. فمثلًا، تم تطوير نموذج لدراسة سرطان الثدي من خلال زرع خلايا SK-BR-3 داخل الكبد لدى فئران NSG. وبالمثل، تم تطوير نماذج لدراسة سرطان الدم (اللوكيميا) باستخدام فئران NSG التي زُرعت فيها خلايا اللوكيميا النخاعية الحادة (AML) المشتقة من المرضى عن طريق الحقن الوريدي.كما تم إنشاء نماذج لدراسة سرطان البنكرياس من خلال زرع أورام مشتقة من المرضى في فئران NSG، سواء عن طريق الحقن تحت الجلد أو الوريدي أو داخل البنكرياس.علاوةً على ذلك، تم الإبلاغ عن الكثير من نماذج القوارض المؤنسنة الأخرى التي تُستعمل في دراسة السرطان والعلاج المناعي للسرطان، مما يساهم في فهم أفضل لآليات المرض وتطوير استراتيجيات علاجية أكثر فعالية.

تقييم فعالية العلاجات قبل التجارب السريرية

في هذا الإطار، استنادًا إلى نوع الخلايا أو الأنسجة البشرية المستعملة في عملية الزرع، يمكن تصنيف نماذج الفئران المؤنسنة لدراسة السرطان إلى نماذج مشتقة من المرضى (PDX) أو نماذج مشتقة من خطوط خلوية. وتُعتبر نماذج PDX أكثر قدرة على الحفاظ على خصائص الورم الأصلي، لذلك تُعد أداة قوية لتقييم فعالية الأدوية المضادة للسرطان في الدراسات ما قبل السريرية.

أنسجة بشرية مثل الكبد والغدة الزعترية

• وهذا يسمح بتطور خلايا مناعية بشرية داخل الفأر.
• الأنواع الرئيسية للفئران المؤنسّة
• 1. نموذج Hu-PBL
• يعتمد على زرع خلايا دم بشرية ناضجة
• يتميز بسهولة وسرعة الإنشاء

3. نموذج Hu-BLT

• يعتمد على زرع:
• نخاع العظم
• الكبد
• الغدة الزعترية
• يُعتبر الأكثر تطورًا

دراسة الأمراض المناعية الذاتية

وفي السياق ذاته، لقد تم التغلب على المشكلات الناتجة عن الاختلافات بين الجهاز المناعي البشري ونظيره في القوارض من خلال اعتماد عدة استراتيجيات، مما أتاح للباحثين دراسة الاضطرابات المناعية الذاتية باستخدام نماذج الفئران المؤنسنة. ونتيجة لذلك، توسع استخدام هذه النماذج ليشمل مجالات متعددة في علم المناعة وأبحاث الأمراض.

القيود

كذلك، فمثلًا، استُخدمت الفئران المؤنسنة لدراسة العوامل الممرِضة الخاصة بالإنسان، ونماذج سرطان الكبد، وكذلك لمقارنة النماذج الحيوانية بالأمراض البشرية. وقد استُخدمت فئران NSG المزروعة بخلايا الدم المحيطية البشرية (PBMCs)، والتي تم إعطاؤها مستضدات الميالين مع مادة Freund المساعدة، إضافة إلى خلايا متغصنة ذاتية محمّلة بالمستضد، لدراسة مرض التصلب المتعدد.وبالمثل، استُخدمت فئران NSG المزروعة بالخلايا الجذعية المكونة للدم، والتي تم حقنها بمادة pristane، لدراسة مرض الذئبة الحمامية الجهازية. كما استُخدمت فئران NOG المزروعة بـ PBMCs لدراسة آليات رفض الطعوم (زرع الأعضاء) داخل الجسم الحي.

يوفر نافذة زمنية أطول للتجارب

لكن تطور الخلايا يحتاج وقتًا أطول.