Аналіз крыжаванай віды спіннамазгавой вадкасці (аналіз CSF) і распрацоўка штучнай матрыцы: рашэнне ключавых тэхнічных вузкіх месцаў у біяаналізе наркотыкаў ЦНС

1 iphase Прадукты

2 Фізіялагічныя функцыі спіннамазгавой вадкасці: біяаналіз мозгу прэпаратаў

Мозг дзеліцца на чатыры часткі, у тым ліку тэлеэнцэфалон, дыенцэфалон, мозачка і ствала мозгу. Паражніны ў розных частках мозгу называюцца страўнічкамі, якія напоўненыспіннамазгавая вадкасць (CSF). Сярэдняя вадкасць у асноўным удзельнічае ў размеркаванні і метабалізме лекаў у мозгу і цэнтральнай нервовай сістэме (ЦНС).

Фармакадынаміка вывучае дынамічныя змены паглынання лекаў, распаўсюджвання, метабалізму і вывядзення ў арганізм шляхам колькаснага аналізу, што адлюстроўвае працэс утылізацыі прэпаратаў арганізма з акцэнтам на маніторынг канцэнтрацыі ў крыві. Кроў - Бар'ер мозгу (BBB) ​​- гэта дынамічны інтэрфейс абмену з селектыўнай пранікальнасцю, якая абмяжоўвае размеркаванне шкодных рэчываў і лекаў у галаўным мозгу, а таксама абмяжоўваючы іх уступ ад крыві ў парэнхіму мозгу. Калі BBB змяняе пранікальнасць лекаў, выяўленне канцэнтрацыі прэпаратаў у крыві не можа дакладна адлюстроўваць канцэнтрацыю лекаў у галаўным мозгу. Простае выкарыстанне канцэнтрацыі ў крыві ў якасці заменнага паказчыка для канцэнтрацыі лекаў у цэнтральнай нервовай сістэме можа прывесці да недастатковай дазоўкі, і існуе рызыка парушэння перадавой нервовай актыўнасці ў жывёл з -за тэрапеўтычных пабочных эфектаў, выкліканых прэпаратамі, якія не трапляюць у тканіну мозгу. Такім чынам, на макраўзроўні гамагенізацыя тканіны мозгу або метады экстракцыі спіннамазгавой вадкасці ў асноўным выкарыстоўваюцца для фармакокінетычных даследаванняў у галаўным мозгу.

3 Значэнне аналізу спіннамазгавой вадкасці ў распрацоўцы лекаў

Утрыманне бялку ў ССФ вельмі нізкая, і яго канцэнтрацыя лекаў часта выкарыстоўваецца ў якасці заменнага паказчыка для прэпаратаў без ЦНС. Аднак эксплуатацыя цыркуляцыі CSF значна павольней, чым у цыркуляцыі крыві, што прыводзіць да недастатковага змешвання ўтрымання CSF жывёл. У залежнасці ад месца адбору пробаў/часу і ўвядзення, канцэнтрацыя лекаў у КСФ можа моцна адрознівацца.Штучная мазгавая вадкасць (штучны КСФ, ACSF) - гэта рашэнне, якое імітуе склад і функцыю натуральнай спіннамазгавой вадкасці і можа дакладна ацаніць фармакокінетычныя дадзеныя ў эксперыментах у in vitro. Акрамя таго, штучная спіннамазгавая вадкасць таксама можа быць выкарыстана для ацэнкі яго ўплыву на ацёк мозгу і пэўных бялкоў.

4 Праблемы аналізу спіннамазгавой вадкасці і неабходнасць штучнай пустой матрыцы

4.1 Этычныя/клінічныя абмежаванні для атрымання натуральнай спіннамазгавой вадкасці

Атрыманне натуральнай спіннамазгавой вадкасці па -ранейшаму сутыкаецца з этычнымі вузкамі. Здаровым асобам неабходна атрымаць спіннамазгавую вадкасць праз паяснічную праколу або дрэнаж страўнічкаў, што стварае рызыку інвазівных працэдур і абцяжарвае набору здаровых добраахвотнікаў. З выкарыстаннем штучнай спіннамазгавой вадкасці/мадэляваная мазгавая вадкасць(Штучны CSF/імітаваны CSF)) Матрыца замест натуральных узораў для аптымізацыі метадаў, пазбягаючы этычных праблем, забяспечваючы стандартызаваны аналіз, захоўваючы матрычныя характарыстыкі (напрыклад, нізкі бялок і склад электралітаў).

4.2 Матрычныя эфекты, выкліканыя значнымі індывідуальнымі адрозненнямі

Віды/індывідуальныя адрозненні ў змесце бялку (15 - 100 мг/дл), фасфаліпіды і эндагенныя рэчывы ў натуральнай спіннамазгавой вадкасці могуць выклікаць іённае падаўленне/ўзмацненне эфектаў у LC - MS/MS -аналіз, асабліва ўплываючы на ​​колькасную дакладнасць лекаў з нізкай канцэнтрацыяй. Наладжваючы штучную спіннамазгавую вадкасць/мадэляваную спіннамазгавую вадкасць і мадэляванне бялковых/ліпідных узроўняў розных відаў, тэхналогія LC - MS/MS, выкарыстоўваецца для ўстанаўлення стандартнай каліброўкі крывой і зніжэння міжпартыйных адрозненняў. Таксама можна наладзіць мабільную фазу (напрыклад, гілічную храматаграфію) або пашырыць час утрымання для аддзялення мэтавых рэчываў ад матрычных кампанентаў.

4.3 Уплыў змяненняў у прыродных матрычных кампанентах на аналіз пры захворваннях

Захворванне спіннамазгавой вадкасці можа ўтрымліваць паталагічныя вавёркі (напрыклад, зніжэнне βAnd павялічыць тау), крыві - прадукты ўцечкі мозгу (напрыклад, гемаглабін) або запаленчыя фактары (IL - 6), якія непасрэдна перашкаджаюць эфектыўнасці іянізацыі або храматаграфічным паводзінам LC - MS/MS.

5 папярочных відаў спіннамазгавой вадкасці

5.1 Мазгавая вадкасць чалавека(Чалавечы CSF)

Мазгавая вадкасць чалавекагэта залатая стандартная матрыца мазгавой вадкасці, але этычныя абмежаванні прыводзяць да дэфіцыту натуральных узораў; Нізкі бялок (15 - 45 мг/дл), нізкае ўтрыманне клетак, які патрабуе высокай - адчувальнасці LC - MS/MS выяўленне нейронавых маркераў (напрыклад, Aβ, TAU).

5.2 Цэрэбраспінальная вадкасць сінамалгуса (Monkey CSF/ NHP CSF)

Цэрэбраспінальная вадкасць Cynomolgus малпагэта не - мадэль прыматаў чалавека, бліжэйшая да чалавека, з невялікімі індывідуальнымі адрозненнямі, падыходзіць для PK/PD і ацэнкі бяспекіЗвычайныя прэпараты ЦНС, і з'яўляецца пераважнай стандартызаванай мадэллю для даклінічных даследаванняў большасці прэпаратаў ЦНС.

5.3 Рэзус Малпа мазгавой вадкасці (малпа CSF/ NHP CSF)

Рэзус малпа мазгавая вадкасцьпараўноўваецца з малпай цынамолгуса, яна мае больш моцныя характарыстыкі нейраімуннай рэакцыі і больш прыдатныя для нейрозазапаленчых захворванняў альбо імунітэту.

5.4 САБАКBeaggle Dog CSF)

Begles Legrospinal вадкасцьгэта высокая мадэль талерантнасці да бялку, якая падыходзіць для ацэнкі пранікальнасці крыві - мозгу і вывучэнню метабалізму макрамалекулярнага наркотыкаў.

5,5 SD пацукоў спіннамазгавой вадкасці (Пацук CSF)

СД пацукавая мазгавая вадкасцьналежыць да невялікага аб'ёму спіннамазгавой вадкасці, з адаптыўнай высокай - праверкі праверкі, нізкай кошту і лёгкай мадыфікацыі генаў, якая шырока выкарыстоўваецца пры вывучэнні механізмаў нейрадэгенератыўных захворванняў.

5,6 мышы мазгавая вадкасць (Мыш CSF)

Мазгавая вадкасць мышыз'яўляецца важнай эксперыментальнай мадэллю ў даследаваннях неўралогіі, асабліва шырока, якая выкарыстоўваецца ў мадэлях захворванняў, мадыфікаваных генамі (напрыклад, хвароба Альцгеймера, хвароба Паркінсана) і праверку наркотыкаў Цэнтральнай нервовай сістэмы (CNS).

5.7 Minipig мозгавая вадкасць (Minipig CSF)

Мазгавая вадкасць Minipig 'S Анатамічная структура дазваляе паўтарыць адбор пробаў, робячы яго прыдатным для доўгіх - тэрмінаў фармакалагічных даследаванняў. Аднак склад фасфаліпідаў значна адрозніваецца ад чалавека, і неабходна праверыць селектыўнасць метаду.

5.8 Трус -спіннамазгавая вадкасць (Трус CSF)

Трус CSF з'яўляецца адной з часта выкарыстоўваюцца эксперыментальных мадэляў у даследаваннях неўралагічных навук і распрацоўцы лекаў, асабліва ў афтальмалагічных прэпаратах, захворваннях цэнтральнай нервовай сістэмы (ЦНС) і крыві - мозгу (BBB), дзе яна мае унікальныя перавагі.

Выснова

Аналіз спіннамазгавой вадкасці (CSF) гуляе ключавую ролю ў распрацоўцы прэпаратаў у цэнтральнай нервовай сістэме (ЦНС), забяспечваючы крытычную інфармацыю пра пранікненне лекаў праз крыві - мозг (BBB) ​​і фармакокінетычнае паводзіны ў цэнтральнай нервовай сістэме. Аднак выкарыстанне прыроднага CSF сутыкаецца з значнымі праблемамі, у тым ліку этычнымі абмежаваннямі ў зборы пробаў, між - віды і між - індывідуальная зменлівасць матрычнага складу і змененыя біяхімічныя профілі ў станах захворванняў. Гэтыя абмежаванні падкрэсліваюць неабходнасць матрыц ACSF, якія дазваляюць стандартызаваны і ўзнаўляльны біяаналітычныя аналізы пры змякчэнні этычных і тэхнічных перашкод.

LC - MS/MS з'явілася ў якасці асноўнага аналітычнага інструмента для даследаванняў CSF, прапаноўваючы высокую адчувальнасць і спецыфічнасць для колькаснай ацэнкі лекаў і біямаркер пры нізкіх канцэнтрацыях. Тым не менш, матрычныя эфекты - ужываюць утрыманне бялкоў, ліпідаў і электралітаў у розных відах - неабходна дбайная аптымізацыя падрыхтоўкі ўзораў і храматаграфічных умоў. Штучныя матрыцы CSF, з улікам імітацыі як здаровых, так і паталагічных станаў (напрыклад, павышанага TAU або Aβ42 пры хваробе Альцгеймера), павышаюць надзейнасць метаду і палягчаюць перакрыжаваныя параўнанні.

Сярод мадэляў жывёл Cynomolgus Monkey CSF вельмі нагадвае CSF чалавека і аддаецца перавагу для агульных даследаванняў PK/PD, у той час як Rhesus Monkey CSF лепш падыходзіць для нейрозазапаленчых даследаванняў з -за яго ўзмацняльнага профілю імуннай рэакцыі. Мадэлі грызуноў (напрыклад, SD пацукі) прапануюць кошт - эфектыўныя, высокія - варыянты праверкі праверкі, у той час як Minipig CSF дазваляе паўторна адбіраць пробы ў доўгіх - тэрміновых даследаваннях.

У заключэнне, інтэграцыя відаў - Спецыфічныя штучныя матрыцы CSF з прасунутымі метадалогіямі LC - MS/MS закранае крытычныя вузкія месцы ў распрацоўцы лекаў ЦНС, што дазваляе больш дакладным, этычным і перакладзеным даклінічным даследаванням. Будучыкі павінны засяроджвацца на ўдакладненні паталагічных мадэляў CSF і аптымізацыі біяаналітычных працоўных працэсаў для лепшага прагназавання клінічных вынікаў.

Ключавыя словы: Cerebrospinal Fluid, Artificial Cerebrospinal Fluid, Artificial CSF, Simulated Cerebrospinal Fluid, Simulated CSF, CSF Sample, LC-MS/MS, Human CSF, Cynomolgus Monkey Cerebrospinal Fluid (CSF), Rhesus Monkey Cerebrospinal Fluid (CSF), Monkey Cerebrospinal Fluid, NHP CSF, Monkey CSF, Beagle Dog Сэрэбраспінальная вадкасць, Beagle Dog CSF, SD пацукавая спіннамазгавая вадкасць, CSF пацукоў, CSF мышы, мазгавая вадкасць Minipig, Minipig CSF, трус -спіннамазгавая вадкасць, труса CSF, узор CSF, аналіз спіннамазгавой вадкасці, аналіз мозповай вадкасці

Cite: Ban Wei - Kang, Yang Zhi - Hong. Стратэгіі даследаванняў і памежныя тэхналогіі прасоўваюцца ў внутрицеребральной фармакокінетыцы. Кітайскі фармакалагічны бюлетэнь, 2023, 39 (9): 1607 - 1612.