Souris KI humanisée

Cas n° 1 | Étude d'un récepteur spécifique à l'être humain

‍SchwarzF, et al. Des récepteurs Siglec appariés génèrent des réponses inflammatoires opposées face à un agent pathogène spécifique à l'être humain. EMBO J. 2017.

E. coli K1 est un agent pathogène spécifique à l'être humain qui semble exploiter un récepteur, le Siglec-11, exprimé uniquement dans le cerveau humain.
Les souris ne possèdent pas de récepteurs Siglec appariés.

Modèle : souris exprimant un récepteur Siglec E16 chimérique de type humain.

Objectif : Démontrer que l'activation des Siglecs confère une meilleure protection contre les infections bactériennes in vivo.

Résultats : Le Siglec-E16 s'est révélé capable de déclencher des réponses inflammatoires protectrices face à une infection bactérienne.

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Figure 1. Représentation schématique des récepteurs Siglec-E et Siglec-E16.

Les parties du Siglec-E16 issues du Siglec-E de souris ou du Siglec-16 humain sont représentées respectivement en gris et en noir.

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Figure 2. L’activation des Siglecs confère une protection contre une infection par E. coli K1.

A) Diminution de la survie d'E. coli dans le sang de souris E16/E16, une heure après l'infection.

B) Moins de bactéries ont été isolées dans le sang, la rate et le foie des souris E16/E16.

C) Augmentation des taux de cytokines dans le sérum de souris E16/E16, une heure après l'exposition bactérienne.

Cas n° 2 | Identification de biomarqueurs dans un modèle de la maladie rare ALD

van de Beek MC, et al. La C26:0-carnitine est un nouveau biomarqueur de l'adrénoleucodystrophie liée au chromosome X chez la souris et chez l'homme. PLoS One. 2016.

L'adrénoleucodystrophie liée au chromosome X (ALD) est une maladie neurodégénérative progressive résultant d'une accumulation d'acides gras à très longue chaîne (AGVLC) due à un dysfonctionnement des enzymes concernées (mutations du gène Abcd1).

Modèle : Knock-out Abcd1 surexprimant l'enzyme humaine Evolv1, une enzyme essentielle à l'élongation des acides gras à très longue chaîne (C22:0 à C26:0).

Objectif : Mettre au point un modèle d'ALD présentant des taux accrus d'acides gras à très longue chaîne (>C22) dans le système nerveux central, afin d'identifier de nouveaux biomarqueurs de l'ALD.

Résultats : Le C26:0-carnitine (acide gras à chaîne très courte) est un nouveau biomarqueur de l'ALD qui reflète les taux élevés d'acides gras à chaîne très courte présents dans le système nerveux central des souris et des humains.

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Figure 1. La C26:0-carnitine présente des taux très élevés dans les tissus du système nerveux central.

Taux de C26:0-carnitine dans le cerveau et la moelle épinière de souris de type sauvage (n = 6), de souris knock-out ^Abcd1y/- (n = 6) et de souris ^Abcd1y/-;^{Cnp-ELOVL1+/-} (n = 6).

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Figure 2. La C26:0-carnitine présente des taux très élevés dans les échantillons de sang prélevés sur des souris et des humains.

(À gauche) Taux de C26:0-carnitine dans les échantillons de sang de souris de type sauvage (n = 8), de ^{souris knock-out Abcd1y/-}(n = 10) et de souris ^Abcd1y/-;^{Cnp-ELOVL1+/-} (n = 6).

(À droite) Taux de C26:0-carnitine dans le sang chez les témoins (n = 23) et chez les patients atteints d'ALD (n = 10).

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Cas n° 3 | Validation fonctionnelle d'un anticorps dirigé contre un GPCR

Butcher AJ, et al. Un biocapteur à anticorps met en évidence l'activation du récepteur muscarinique M1 de l'acétylcholine au cours de l'apprentissage et de la mémoire. J Biol Chem. 2016.

Déterminer l'état d'activation in vivo des récepteurs couplés aux protéines G (GPCR) permettrait non seulement de mettre en évidence leurs rôles physiologiques, mais contribuerait également à la découverte de nouveaux médicaments en établissant la liaison entre le médicament et le récepteur.

Modèle : souris exprimant une forme humanisée et mutée du récepteur GPCR M1mAChR.

Objectif : Mettre au point un biocapteur à base d'anticorps spécifiques de la phosphorylation permettant de détecter l'activation du récepteur muscarinique M1 de l'acétylcholine in vitro et in vivo.

Résultats : Les sites de phosphorylation peuvent être utilisés pour évaluer l'état d'activation des GPCR au cours des réponses physiologiques et lors d'un traitement médicamenteux.

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Figure 1. Détection de la phosphorylation du récepteur M1 DREADD dans l'hippocampe à la suite de l'activation du récepteur par un agoniste sélectif.

A) Représentation du récepteur M1 DREADD. Deux mutations ponctuelles ont été introduites dans le récepteur mAChR M1 humain, ce qui a empêché toute activation par l'ACh ; en revanche, le récepteur pouvait désormais être activé par le médicament CNO.

B) Des coupes fixes provenant de souris M1 mAChRKO (M1-KO) ou de souris M1 DREADD KI traitées avec un véhicule ou du CNO ont été co-marquées avec des anticorps anti-HA (vert) et des anticorps spécifiques de la phosphorylation (rouge).

Les flèches indiquent deux neurones dans lesquels la coloration du récepteur et celle du récepteur phosphorylé se produisent au sein du même neurone.

Les zones encadrées en blanc sont agrandies dans les figures du bas.

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Cas n° 4 | Modèle de maladie humaine pour la leucémie myéloïde aiguë (LMA)

Sportoletti P, et al. La mutation A du gène NPM1 humain perturbe la mégacaryopoïèse dans un modèle murin conditionnel. Blood. 2013.

La mutation du gène NPM1 est une altération génétique fréquente dans la leucémie myéloïde aiguë (LMA). Malgré les progrès réalisés dans la caractérisation clinique et biologique de la LMA avec mutation du gène NPM1, le rôle de cette mutation dans la leucémogenèse in vivo n'a pas encore été entièrement élucidé.

Modèle : souris exprimant de manière conditionnelle la mutation NPM1 la plus courante chez l’homme (type A) dans le compartiment hématopoïétique.

Objectif : Développer un modèle de LMA permettant d'identifier le rôle du gène NPM1 dans la leucémogenèse.

Résultats : La mutation du gène NPM1 affecte le développement mégacaryocytaire chez la souris et reproduit certaines caractéristiques de la LAM humaine associée à une mutation du gène NPM1.

Figure 1. Le nombre de mégacaryocytes immatures a été multiplié par 2 chez les souris hétérozygotes (Npm1-TCTG/WT;Cre1) et par 4 chez les souris homozygotes (Npm1-TCTG/TCTG;Cre1) porteuses de la mutation.

A) Analyse par cytométrie en flux d'une suspension de cellules isolées de moelle osseuse.

B) Quantification des cellules mégacaryocytaires CD411 dans la moelle osseuse de souris mutantes du même âge, analysées comme dans le panneau A.

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Figure 2. Perturbation de la croissance des mégacaryocytes mise en évidence par des tests de formation de colonies in vitro.

A) Les cellules de moelle osseuse Npm1-TCTG/WT;Cre1 ont formé un nombre significativement plus élevé de colonies mégacaryocytaires (CFU-MK) que le groupe témoin Cre2 dans un milieu semi-solide (34,00 ± 5,367 contre 9,0 ± 1,265 CFU-MK/10⁵ cellules de moelle osseuse ; n = 56, P = 0,01).

B) Les tailles des CFU-MK étaient similaires.