Les modèles murins xénogéniques

Les modèles murins sont utilisés en recherche depuis plusieurs décennies. L’utilisation d’un modèle vivant, par opposition au recours aux essais de culture cellulaire in vitro, permet de mettre en évidence de façon plus physiologique les effets des composés testés et donc ainsi d’approfondir les connaissances sur l’effet de nouveaux médicaments et le développement de certaines maladies. Plus récemment, avec le développement de plusieurs souches murines immunodéficientes, on a pu améliorer les modèles murins existants et augmenter la pertinence de leur utilisation dans les essais pré-cliniques (232). En effet, l’humanisation des modèles murins permet d’étudier l’effet des médicaments et les interactions intercellulaires sur des cellules humaines, plutôt que des cellules murines qui peuvent agir différemment de leur homologue humain. Ainsi, il est devenu possible de tester la réponse de cellules humaines à un médicament donné dans un contexte physiologique, grâce aux modèles murins humanisés ou xénogéniques.

1.5.1

Les souris scid

La première avancée technologique qui a permis le développement de souches murines immunodéficientes fut l’avènement de la mutation Prkdcscid _{(severe combined immunodeficiency :}

scid - immunodéficience combinée grave) chez les souris CB17. Cette mutation élimine efficacement le développement des lymphocytes T et B. Les souris conservent toutefois leurs cellules NK et conservent une certaine immunité, ce qui limite la prise de greffe des cellules injectées (232, 233). Afin de remédier à ce contretemps, on utilise l’anticorps anti-asialo-GM1 et à l’irradiation des animaux, afin de diminuer ou d’éliminer l’activité des cellules NK (234), ce qui contribue à améliorer le modèle.

1.5.2

Les souris NOD/scid

Par la suite, des modèles de souris NOD/scid ont été développés, obtenus en croisant des souris scid à des souris de fond génétique NOD (non obese diabetic – diabétique non-obèse). Les souris NOD possèdent des macrophages défectueux et des cellules NK de moindre activité que les souris normales. Les souris provenant du croisement de souris NOD et scid possèdent donc des déficiences de l’immunité innée, ainsi qu’une fonction NK amoindrie et des macrophages défectueux, leur permettant donc d’accepter avec une plus grande efficacité les greffes de cellules humaines (232). De plus, les souris NOD/scid sont moins sujettes à la fuite lymphocytaire qui se produit lorsque les souris scid

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vieillissent, ce qui peut compromettre l’immunodéficience et la capacité de prise de greffe humaine de ces souris (235). Malgré tout, ces modèles n’étaient toujours pas parfaits et nécessitaient toujours l’irradiation subléthale des souris avant l’injection des cellules. De plus, l’injection de doses massives de cellules mononucléées de sang périphérique humain (human peripheral blood mononuclear cells : huPBMCs) est nécessaire dans ce modèle pour induire de la GvHD, qui par surcoît ne se déclare pas de façon reproductible (232). Ces souris ont d’autant plus propension à former des tumeurs spontanément, notamment des lymphomes thymiques. Ces tumeurs, de pair avec la fuite lymphocytaire dont ces souris souffrent toujours réduisent considérablement leur espérance de vie (234, 236). Il y avait donc une nécessité de développer de meilleurs modèles, ce qui a été fait en utilisant une nouvelle souche murine.

1.5.3

Les souris RAG2

IL2rγ

Tout comme la mutation scid, la mutation du gène rag2 (recombination activating gene 2 - gène activateur de la recombinaison 2) permet d’éliminer les lymphocytes T et B (234). En croisant des souris Rag2null _{à des souris IL2rγ}null_{, on obtient des souris ne possédant ni lymphocytes T, B ou cellules}

NK, ni ne pouvant effectuer de signalisation cellulaire via la chaîne γ du récepteur de cytokines (IL2rγ), c’est-à-dire utilisant les IL-2, -4, -7, -9, -15 et -21 (237). Les souris RAG2null_IL2rγnull _{ont cet}

avantage vis-à-vis des souris NOD/scid qu’elles ne souffrent pas de fuite lymphocytaire ou de formation de tumeurs spontanée (232). La plus grande immunodéficience de ce modèle comparativement aux modèles précédents (scid et NOD/scid) permet une plus grande prise de greffe des cellules humaines, malgré qu’il faille toujours irradier les souris préalablement à l’injection de fortes doses de cellules humaines (232). Le modèle peut davantage être amélioré par le recours aux liposomes contenant du clodronate afin d’éliminer les macrophages murins, et ainsi améliorer la prise de greffe (234). Cette souche de souris hautement immunodéficiente n’est malheureusement pas appropriée pour le développement d’un modèle de souris humanisée. L’absence d’interaction fonctionnelle entre le SIRPα (signal regulatory protein α) murin exprimé par les cellules phagocytaires de ces souris, et son ligand, le CD47 humain exprimé par les cellules hématopoïétiques humaines, nuit à la prise de greffe, ainsi qu’à l’homéostasie des lymphocytes T et cellules NK humaines lors de la reconstitution du système immunitaire humain (238).

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1.5.4

Les souris NOD/scid-IL2Rγ

(NSG)

Les souris IL2Rγ-/- _{ont également été croisées avec les souris NOD/scid décrites précédemment,}

donnant lieu aux souris NOD/scid-IL2Rγ-/- _{(NSG), lesquelles sont hautement immunodéficientes. En}

effet, ces souris n’ont ni lymphocytes T, B, cellules NK, signalisation via les cytokines de la chaîne γ, ainsi que des macrophages et DC aux fonctions réduites (236, 237), ce qui représente une nette amélioration versus les modèles précédents, permettant ainsi une bien meilleure prise de greffe des cellules humaines injectées, en raison de la plus haute immunodéficience du modèle murin (239). Tout comme pour les souris RAG2nullIL2rγnull, les souris NSG sont résistantes au développement de lymphomes et peuvent donc survivre à plus long terme, même après leur irradiation sub-létale (236). Ainsi, dans ce modèle hautement immunodéficient, il est possible d’obtenir un très haut taux de prise de greffe suite à l’injection de huPBMCs. Suite à l’irradiation sub-létale, l’injection d’au moins 2,5x106

huPBMCs par la voie intraveineuse (i.v.) ou de 107 huPBMCs par la voie intrapéritonéale (i.p.) permet d’induire une GvHD xénogénique avec infiltration de cellules humaines dans les organes cibles de la GvHD, et qui est accompagnée des symptômes caractéristiques (perte de poids, anémie, baisse du compte de plaquettes) dans 100% des souris injectées (232, 239-241).