Nezih Hekim & Deniz Mıhcıoğlu
NSG fare de NOG fareler gibi insan hücrelerini istediğiniz gibi büyütebileceğiniz bağışıklık sistem yetersizliği olan mutant farelerden biridir. Bu fareler bazı dokular için insanlaştırılmış farelerdir. Bu yazı dizisini hazırlayan Doç. Dr. Nezih Hekim ve Uzman Biyolog Deniz Mıhçıoğlu insana ait kök hücre ve kanser hücrelerini kolaylıkla kabul eden ve çoğalmasına imkan veren bu fare modelini siz genç Türk bilim insanlarına sunmak istedi.
NSG fareler ABD, Bar Harbor, Maine’de kar gütmeyen yaklaşık 4000 cins mutant fareyi barındıran bir kuruluş olan “Jackson” laboratuvarlarında üretilmiştir1.
NSG fareler de NOG fareler gibi olgunlaşmış T ve B hücreleri üretemezler. NK hücreleri, makrofaj ve dendritik hücreler bu mutant farelerde etkili bir şekilde çalışamaz. Kompleman aktivitesi çok azalmıştır. Bu farelerde bağışıklık yetersizliği olan diğer farelerden farklı olarak lenfoma gelişmez ve de yaşla ya da çevresel etkilerle T veya B hücresi düşük düzeyde de olsa yapılmaz. Diğer bir deyişle bu farelerde sızıntı görülmez.
NSG fareler ilk olarak Japonya’da üretilen NOG farelerle doku grupları dışında çok benzerdir. Bu nedenle de Japonya’daki laboratuvar ile NSG’yi üreten ABD’deki Jackson laboratuvarı patent ve kullanım hakları açısından halen çekişmektedir2.
NSG fareler IL-2 reseptörleri olmayan homozigot farelerin ve DNA tamir mekanizmasına ilişkin Prkdc proteini açısından homozigot iki farklı fare soyunun genlerini taşır. Bu farelerin genotipleri, Il2rgtm1Wjl/Il2rgtm1Wjl Prkdcscid/Prkdcscid olarak belirlenmiştir1.
NOG ve NSG farelerin her ikisinin de kökeninde NOD/SCID fareler vardır (NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/Sz ). Aşağıdaki tabloda bu farelerin akrabalık ilişkileri basitçe özetlenmiştir3.
NSG farelerin yaşam süreleri: 59-95 haftadır. Yenidoğan ölümleri oldukça fazladır. Yapılan otopsilerde lenfomadan ölüm izlenmemiştir4.
Bu farelerde olgun B ve T lenfositlerinin olgunlaşamamasının yanı sıra, bu farelerin bağışıklık sistemine ait doku ve organlarında da çok sayıda işlevsel ve şekilsel kusurlar vardır. Lenfoid dokularda lenfositler son derece azalmıştır4. Dalakta B hücrelerinin gelip biriktiği foliküller yoktur. Eritroid kökenli çekirdeksiz hücrelerin çekirdekli hücrelere oranı Prkdcscid farlere kıyasla iki misli daha fazla artmıştır4.
Timus bezinde neredeyse sadece destek (stromal) hücreler kalmıştır4.
Lenf bezleri Prkdcscid farelere oranla daha da küçülmüş ve hemen her tür hücreden son derece yoksundur4.
Bu farelere başka türlere ait CD34 pozitif kök hücreleri nakledildiğinde bu yamaların kabul edilme oranları Prkdcscid farelere oranla çok daha yüksektir4. CD34 pozitif insan kök hücreleri nakledilmiş farelerin 10 hafta sonra, dalak hücrelerinin neredeyse %50’sinin, kemik iliği ve timus hücrelerinin %35’inin, kan dolaşımındaki hücrelerin de %6’sının CD45 pozitif insana ait lökositler olduğu saptanmış4.
Beklenildiği gibi bu farelerde hiç bir cins immunoglobulin (Ig) molekülü yapılamamaktadır. Diğer scid modellerinde olduğu gibi, sonradan da ortaya çıkmamaktadır. 394, hatta 426. güne kadar takip edilmiş ve hiç bir Ig molekülü belirlenememiştir4.
Prkdcscid farelere oranla, bu fare modelinde NK hücreleri gibi doğal bağışıklığa ait kan dolaşımdaki diğer hücre cinslerinde de ciddi bir azalma gözükmüş4. Ayrıca bu azalma sadece niceliksel değil, azalan NK aktivitesi ile nitelikseldir de4.
Bildiğiniz gibi, omurgasız hayvanlarda sadece doğal bağışıklık sistemi gelişmiştir. Ayrıca bir de adaptif (özgül) bağışıklık sistemi diye ikinci bir bağışıklık sistemi yoktur. Omurgalılarda ise, doğal bağışıklık sisteminin yanı sıra, bir de patojeni özel olarak tanıyan ve onu unutmayan özgül bir bağışıklık sistemi vardır.
Ancak burada evrimsel açıdan ilginç bir sorun vardır. Omurgalılarda sonradan ortaya çıkan özgül bağışıklık sistemi, sanki birlikte evrimleşmişler gibi beklenmedik bir şekilde doğal bağışıklık sistemini de kontrol edebilmektedir.
Yukarıda da belirtildiği gibi bu farelerde sorun, olgun T ve B lenfositlerinin gelişememesidir. Doğal olarak bu farelerde olgunlaşmamış B hücreleri ve bu hücrelerin öncü ve ata hücrelerinin üretilmesi beklenir. Ancak bu fareler Prkdcscid farelerle karşılaştırıldığında bu (NSG) farelerin kemik iliğinde B220+ IgK- olgunlaşmamış B hücrelerinin yapımının da azaldığı görülmüştür4.
Bu mutant fareler DNA tamir mekanizmasındaki kusurlar nedeni ile radyoaktif ışımalara çok duyarlıdır. 400 cGy’de dahi ölebiliyorlar4. Ancak (400 cGy’in altındaki radyoaktif ışımalarla) lenfoma geliştirmiyorlar4.
Son olarak şunu da eklemek gerekir ki, bu fareler şişman-olmayan diyabetik farelerden türetildiği için doğal olarak diyabetiklerdir. Diyabetle uğraşan birçok bilim adamı, bu fareleri adacık nakli için kullanmaktadır5.
KAYNAKLAR
- Shultz LD, Lyons BL, Burzenski LM, Gott B, Chen X, Chaleff S et al. Human lymphoid and myeloid cell development in NOD/LtSz-scid IL2Rcnull mice engrafted with mobilized human hemopoietic stem cells. J Immunol 2005; 174: 6477–6489.
- Alison Abbott (Additional reporting by David Cyranoski) Nature, News. Vol 459, 4 June 2009, pp 620-621
- Ryoji Ito, Takeshi Takahashi, Ikumi Katano and Mamoru Ito. Current advances in humanized mouse models. Cellular & Molecular Immunology (2012) 9, 208–214
- Shultz LD; Lyons BL; Burzenski LM; Gott B; Chen X; Chaleff S; Kotb M; Gillies SD; King M; Mangada J; Greiner DL; Handgretinger R. J Immunol 2005 174 (10) 6477-89
- Pearson T; Shultz LD; Lief J; Burzenski L; Gott B; Chase T; Foreman O; Rossini AA; Bottino R; Trucco M; Greiner DL. A new immunodeficient hyperglycaemic mouse model based on the Ins2Akita mutation for analyses of human islet and beta stem and progenitor cell function. Diabetologia 2008 51 (8) 1449-56
