Kruisspesies serebrospinale vloeistofanalise (CSF -analise) en kunsmatige matriksontwikkeling: die oplossing van sleutel tegniese knelpunte in die CNS -medisyne -bioanalise

1 iPhase -produkte

2 Fisiologiese funksies van serebrospinale vloeistof: bioanalise van breinmiddels

Die brein is in vier dele verdeel, waaronder die telencephalon, diencephalon, serebellum en breinstam. Die holtes in verskillende dele van die brein word ventrikels genoemserebrospinale vloeistof (CSF). Serebrospinale vloeistof is hoofsaaklik betrokke by die verspreiding en metabolisme van geneesmiddels in die brein en die sentrale senuweestelsel (CNS).

Farmakodinamika bestudeer die dinamiese veranderinge in die absorpsie van geneesmiddels, verspreiding, metabolisme en uitskeiding in die liggaam deur middel van kwantitatiewe analise, wat die liggaam se verwyderingsproses van medisyne weerspieël, met die fokus op die monitering van bloedmedisyne -konsentrasie. Die bloed - breinversperring (BBB) ​​is 'n dinamiese uitruilvlak met selektiewe deurlaatbaarheid, wat die verspreiding van skadelike stowwe en medisyne in die brein beperk, terwyl hulle ook hul toetrede vanaf die bloedstroom in die breinparenchiem beperk. Wanneer BBB die deurlaatbaarheid van geneesmiddels verander, kan die opsporing van die konsentrasie van bloedmedisyne nie die geneesmiddelkonsentrasie in die brein weerspieël nie. Die gebruik van bloedmedisyne -konsentrasie as 'n plaasvervangende aanwyser vir medisyne -konsentrasie in die sentrale senuweestelsel kan lei tot onvoldoende dosis, en die risiko bestaan ​​dat die gevorderde neurale aktiwiteit by diere ontwrig word as gevolg van terapeutiese newe -effekte wat veroorsaak word deur nie -medisyne wat breinweefsel binnedring. Daarom word op makro -vlak breinweefselhomogenisering of serebrospinale vloeistof -ekstraksiemetodes hoofsaaklik gebruik vir farmakokinetiese studies in die brein.

3 Die belangrikheid van serebrospinale vloeistofanalise in geneesmiddelontwikkeling

Die proteïeninhoud van CSF is buitengewoon laag, en die geneesmiddelkonsentrasie word dikwels gebruik as 'n plaasvervangende aanwyser vir gratis medisyne. Die werking van CSF -sirkulasie is egter baie stadiger as dié van bloedsomloop, wat lei tot onvoldoende vermenging van die CSF -inhoud van diere. Afhangend van die steekproefliggings-/tyd- en toedieningsroete, kan die medisyne -konsentrasie in CSF baie verskil.Kunsmatige serebrospinale vloeistof (Kunsmatige CSF, ACSF) is 'n oplossing wat die samestelling en funksie van natuurlike serebrospinale vloeistof simuleer en CNS farmakokinetiese data akkuraat kan evalueer in in vitro ADME -eksperimente. Daarbenewens kan kunsmatige serebrospinale vloeistof ook gebruik word om die effekte daarvan op breinedeem en spesifieke proteïene te evalueer.

4 Die uitdagings van serebrospinale vloeistofanalise en die noodsaaklikheid van kunsmatige leë matriks

4.1 Etiese/kliniese beperkings vir die verkryging van natuurlike serebrospinale vloeistof

Die verkryging van natuurlike serebrospinale vloeistof staar steeds etiese knelpunte in die gesig. Gesonde individue moet serebrospinale vloeistof verkry deur lumbale punksie of ventrikulêre dreinering, wat die risiko's van indringende prosedures inhou en dit moeilik maak om gesonde vrywilligers te werf. Met behulp van kunsmatige serebrospinale vloeistof/gesimuleerde serebrospinale vloeistof(Kunsmatige CSF/gesimuleerde CSF)) Matriks in plaas van natuurlike monsters vir metode -optimalisering, die vermyding van etiese kwessies, die versekering van gestandaardiseerde analise, terwyl matrikskenmerke (soos lae proteïen- en elektroliet -samestelling) behou word.

4.2 Matrikseffekte wat veroorsaak word deur beduidende individuele verskille

Die spesie/individuele verskille in proteïeninhoud (15 - 100 mg/dL), fosfolipiede en endogene stowwe in natuurlike serebrospinale vloeistof kan die onderdrukking van ioon/verbetering in LC - MS/MS -analise veroorsaak, veral wat die kwantitatiewe akkuraatheid van lae konsentrasie -medisyne beïnvloed. Deur kunsmatige serebrospinale vloeistof/gesimuleerde serebrospinale vloeistof aan te pas en proteïen-/lipiedvlakke van verskillende spesies te simuleer, word LC - MS/MS -tegnologie gebruik om standaardkurwe -kalibrasie te bepaal en tussen groepverskille te verminder. Dit is ook moontlik om die mobiele fase (soos hiliese chromatografie) aan te pas of om die retensietyd uit te brei om teikenstowwe van matriks -interfererende komponente te skei.

4.3 Die impak van veranderinge in natuurlike matrikskomponente op ontleding onder siektetoestande

Serebrospinale vloeistof kan abnormale proteïene bevat (soos verminderde Aβ en verhoogde tau), bloed - breinversperringprodukte (soos hemoglobien), of inflammatoriese faktore (IL - 6), wat die ionisasiedoeltreffendheid of chromatografiese gedrag van LC - MS/MS direk belemmer.

5 Kruisspesies serebrospinale vloeistof

5.1 Menslike serebrospinale vloeistof(Menslike CSF)

Menslike serebrospinale vloeistofis die goue standaardmatriks van serebrospinale vloeistof, maar etiese beperkings lei tot skaarste aan natuurlike monsters; Lae proteïen (15 - 45 mg/dl), lae selinhoud, wat hoë - sensitiwiteit benodig LC - MS/MS -opsporing van neurale merkers (soos Aβ, tau).

5.2 Cynomolgus aap serebrospinale vloeistof (Monkey CSF/ NHP CSF)

Cynomolgus aap serebrospinale vloeistofis die nie -- menslike primaatmodel die naaste aan mense, met klein individuele verskille, geskik vir PK/PD en veiligheidsevaluering vankonvensionele CNS -medisyne, en is die voorkeur gestandaardiseerde model vir prekliniese studies van die meeste SSS -medisyne.

5.3 Rhesus aap serebrospinale vloeistof (aap CSF/ NHP CSF)

Rhesus aap serebrospinale vloeistofword vergelyk met Cynomolgus -aap, dit het 'n sterker neuro -immuunresponskenmerke en is meer geskik vir neuro -inflammatoriese siektes of immuunregulerende medisyne.

5.4 Beagle Dog serebrospinale vloeistof (Beagle Dog CSF)

Beagle serebrospinale vloeistofis 'n hoë proteïenverdraagsaamheidsmodel, wat geskik is vir die evaluering van bloed - Breinversperring deurlaatbaarheid en die bestudering van makromolekulêre geneesmiddelmetabolisme.

5.5 SD -rotte -serebrospinale vloeistof (Rot CSF)

SD Rat serebrospinale vloeistofbehoort tot klein volume serebrospinale vloeistof, met aanpasbare hoë - deurvloei -sifting, lae koste en maklike geenmodifikasie, wat wyd gebruik word in die studie van meganismes vir neurodegeneratiewe siektes.

5.6 muis serebrospinale vloeistof (Muis CSF)

Muis serebrospinale vloeistofis 'n belangrike eksperimentele model in neurowetenskaplike navorsing, veral wyd gebruik in geen -gemodifiseerde siekte -modelle (soos Alzheimersiekte, Parkinson -siekte) en die CNS -sifting van die sentrale senuweestelsel (CNS).

5.7 Minipig serebrospinale vloeistof (Minipig csf)

Minipig serebrospinale vloeistof 'Die anatomiese struktuur laat herhaalde monsterneming toe, wat dit geskik maak vir lang farmakologiese studies. Die samestelling van fosfolipiede verskil egter aansienlik van dié van mense, en die selektiwiteit van die metode moet geverifieer word.

5.8 konyn serebrospinale vloeistof (Konyn CSF)

Konyn CSF is een van die algemeen gebruikte eksperimentele modelle in neurowetenskaplike navorsing en geneesmiddelontwikkeling, veral in oogheelkundige medisyne, siektes in die sentrale senuweestelsel (SSS), en bloed - breinsensperder (BBB) ​​deurlaatbaarheidstudies, waar dit unieke voordele het.

Konklusie

Die ontleding van serebrospinale vloeistof (CSF) speel 'n belangrike rol in die ontwikkeling van die sentrale senuweestelsel (CNS), wat kritiese insigte bied in die penetrasie van geneesmiddels oor die bloedbreinversperring (BBB) ​​en farmakokinetiese gedrag in die sentrale senuweestelsel. Die gebruik van natuurlike CSF staar egter beduidende uitdagings in die gesig, insluitend etiese beperkings in monsterversameling, inter - spesies en inter - individuele veranderlikheid in matriksamestelling, en veranderde biochemiese profiele in siektetoestande. Hierdie beperkings onderstreep die noodsaaklikheid van ACSF -matrikse, wat gestandaardiseerde en reproduceerbare bioanalitiese ondersoeke moontlik maak, terwyl etiese en tegniese hindernisse verminder word.

LC - MS/MS het na vore gekom as 'n belangrike analitiese hulpmiddel vir CSF -studies, wat 'n hoë sensitiwiteit en spesifisiteit bied vir die kwantifisering van medisyne en biomerkers teen lae konsentrasies. Nietemin vereis matrikseffekte - aangedryf deur verskille in proteïen-, lipied- en elektrolietinhoud tussen spesies - noukeurige optimalisering van monstervoorbereiding en chromatografiese toestande. Kunsmatige CSF -matrikse, aangepas om beide gesonde en patologiese toestande na te boots (bv. Verhoogde tau of Aβ42 in Alzheimersiekte), verbeter die betroubaarheid van die metode en vergemaklik die vergelykings van spesies.

Onder dieremodelle lyk Cynomolgus Monkey CSF baie soos menslike CSF en word verkies vir algemene PK/PD -studies, terwyl Rhesus Monkey CSF beter geskik is vir neuro -inflammatoriese navorsing as gevolg van die verhoogde immuunresponsprofiel. Knaagdiermodelle (bv. SD -rotte) bied koste - Effektiewe, hoë - deurset -siftingsopsies, terwyl Minipig CSF herhaalde monsterneming in lang - termynstudies moontlik maak.

Ten slotte, die integrasie van spesies - Spesifieke kunsmatige CSF -matrikse met gevorderde LC - MS/MS -metodologieë spreek kritieke knelpunte in die ontwikkeling van die CNS -medisyne aan, wat meer akkurate, etiese en vertaalbare prekliniese navorsing moontlik maak. Toekomstige vooruitgang moet fokus op die verfyning van patologiese CSF -modelle en die optimalisering van bioanalitiese werkvloei om kliniese uitkomste beter te voorspel.

Sleutelwoorde: Serebrospinale vloeistof, kunsmatige serebrospinale vloeistof, kunsmatige CSF, gesimuleerde serebrospinale vloeistof, gesimuleerde CSF, CSF -monster, LC - MS/MS, menslike CSF, Cynomolgus Monkey Cerebrospinal Fluid (CSF), Rhesus Monkey Cerebrospinal Fluid (CSF), Monkey Dog, Monkey Dog Serebrospinale vloeistof, Beagle Dog CSF, SD -rotte -serebrospinale vloeistof, rotte CSF, muis CSF, minipig serebrospinale vloeistof, minipig CSF, konyn -serebrospinale vloeistof, konyn CSF, CSF -monster, serebrospinale vloeistofanalise

Cite: Ban Wei - Kang, Yang Zhi - Hong. Navorsingstrategieë en vooruitgang in die grenstegnologie in intracerebrale farmakokinetika. Chinese farmakologiese bulletin, 2023, 39 (9): 1607 - 1612.