Анализ на цереброспиналната течност на вида (анализ на CSF) и развитие на изкуствената матрица: решаване на ключови технически тесни места при биоанализа на лекарствените лекарства

1 Ифазни продукти

2 Физиологични функции на цереброспиналната течност: Биоанализа на мозъчните лекарства

Мозъкът е разделен на четири части, включително теленцефалон, диенцефалон, мозъчен мозък и мозъчен ствол. Кухините в различни части на мозъка се наричат ​​вентрикули, които са пълни сЦереброспинална течност (CSF). Цереброспиналната течност участва главно в разпределението и метаболизма на лекарствата в мозъка и централната нервна система (ЦНС).

Фармакодинамиката изучава динамичните промени на абсорбцията на лекарството, разпределението, метаболизма и екскрецията в организма чрез количествен анализ, отразявайки процеса на изхвърляне на организма на лекарствата, с акцент върху наблюдението на концентрацията на лекарството в кръвта. Кръвта - мозъчна бариера (BBB) ​​е динамичен обмен интерфейс със селективна пропускливост, който ограничава разпределението на вредните вещества и лекарства в мозъка, като същевременно ограничава влизането им от кръвта в мозъчния паренхим. Когато BBB променя пропускливостта на лекарството, откриването на концентрацията на лекарството в кръвта може да не отразява точно концентрацията на лекарството в мозъка. Просто използването на концентрация на кръвно лекарство като заместващ индикатор за концентрацията на лекарството в централната нервна система може да доведе до недостатъчна доза и съществува риск от нарушаване на напредналата невронна активност при животни поради терапевтични странични ефекти, причинени от лекарства, които не са - лекарства, влизащи в мозъчната тъкан. Следователно, на макро ниво, методите за извличане на мозъчна тъкан или методи за извличане на цереброспинална течност се използват главно за фармакокинетични изследвания в мозъка.

3 Значението на анализа на цереброспиналните течности в развитието на лекарствата

Съдържанието на протеини в CSF е изключително ниско и концентрацията на лекарството често се използва като заместител на лекарства без ЦНС. Въпреки това, работата на циркулацията на CSF е много по -бавна от тази на кръвообращението, което води до недостатъчно смесване на съдържанието на CSF на животни. В зависимост от местоположението/времето за вземане на проби, концентрацията на лекарството в CSF може да варира значително.Изкуствена цереброспинална течност (Изкупен CSF, ACSF) е решение, което симулира състава и функцията на естествената цереброспинална течност и може точно да оцени фармакокинетичните данни на ЦНС в in vitro ADME експерименти. В допълнение, изкуствената цереброспинална течност може да се използва и за оценка на неговите ефекти върху мозъчния оток и специфичните протеини.

4 Предизвикателствата на анализа на цереброспиналната течност и необходимостта от изкуствена празна матрица

4.1 Етични/клинични ограничения за получаване на естествена цереброспинална течност

Получаването на естествена цереброспинална течност все още е изправена пред етични затруднения. Здравите индивиди трябва да получат цереброспинална течност чрез лумбална пункция или камерна дренаж, който представлява рискове от инвазивни процедури и затруднява набирането на здрави доброволци. Използване на изкуствена цереброспинална течност/симулирана цереброспинална течност(Изкупен CSF/симулиран CSF)) Матрица вместо естествени проби за оптимизация на метода, избягване на етични проблеми, осигуряване на стандартизиран анализ, като същевременно запазва матричните характеристики (като нисък протеин и електролитен състав).

4.2 Матрични ефекти, причинени от значителни индивидуални разлики

Видовете/индивидуалните разлики в съдържанието на протеини (15 - 100 mg/dL), фосфолипидите и ендогенните вещества в естествената цереброспинална течност могат да причинят потискане/потискане на йони при анализ на LC - MS/MS, особено засягащи количествената точност на лекарствата с ниска концентрация. Чрез персонализиране на изкуствената цереброспинална течност/симулирана цереброспинална течност и симулиране на нивата на протеин/липиди на различни видове, LC - MS/MS технологията се използва за установяване на стандартно калибриране на кривата и намаляване на между -партидните разлики. Възможно е също така да се регулира подвижната фаза (като хилична хроматография) или да се разшири времето за задържане, за да се отделят целевите вещества от матрични интерфериращи компоненти.

4.3 Влиянието на промените в естествените матрични компоненти върху анализа при болестни състояния

Цереброспиналната течност на болестта може да съдържа анормални протеини (като намален Aβand повишен тау), кръвни - продукти за изтичане на мозъчна бариера (като хемоглобин) или възпалителни фактори (IL - 6), които директно пречат на ефективността на йонизацията или хроматографското поведение на LC - MS/MS.

5 кръстосана вида цереброспинална течност

5.1 Човешка цереброспинална течност(Човешки CSF)

Човешка цереброспинална течносте златна стандартна матрица на цереброспиналната течност, но етичните ограничения водят до недостиг на естествени проби; Нисък протеин (15 - 45 mg/dL), съдържание на ниско съдържание на клетки, изискващо високо - чувствителност LC - MS/MS откриване на невронни маркери (като Aβ, Tau).

5.2 Ценомолгус маймунска цереброспинална течност (Monkey CSF/ NHP CSF)

Ценомолгус маймунска цереброспинална течносте моделът, който не е в човешкия примати, най -близък до хората, с малки индивидуални различия, е подходящ за PK/PD и оценка на безопасността наКонвенционални лекарства за ЦНС, и е предпочитаният стандартизиран модел за предклинични проучвания на повечето лекарства с ЦНС.

5.3 резус маймуна цереброспинална течност (маймуна CSF/ NHP CSF)

Резус маймунска цереброспинална течностсе сравнява с маймуната на Cynomolgus, той има по -силни невроимунни характеристики на реакция и е по -подходящ за невровъзпалителни заболявания или имунни регулаторни лекарства.

5.4 Цереброспинална течност на Beagle Dog (Beagle Dog CSF)

Цереброспинална течност на бигъле модел на толерантност с висока протеина, който е подходящ за оценка на кръвта - мозъчна бариерна пропускливост и изучаване на макромолекулен метаболизъм на лекарството.

5.5 Цереброспинална течност на плъхове SD (Плъх CSF)

Цереброспинална течност на SD плъхПринадлежи към цереброспиналната течност с малък обем, с адаптивен висок - проверка на пропускателната способност, ниска цена и лесна модификация на гените, която се използва широко при изследването на невродегенеративните механизми за заболяване.

5.6 Цереброспинална течност на мишката (Мишка CSF)

Цереброспинална течност на мишкатае важен експериментален модел в изследванията на невронауката, особено широко използван при модели на болести модифицирани болести (като болестта на Алцхаймер, болестта на Паркинсон) и скрининга на лекарствата в Централна нервна система (ЦНС).

5.7 Minipig цереброспинална течност (Minipig CSF)

Minipig цереброспинална течност “S анатомичната структура позволява многократно вземане на проби, което я прави подходящ за дълги - термин фармакологични изследвания. Съставът на фосфолипидите обаче се различава значително от този на хората и селективността на метода трябва да бъде проверена.

5.8 Заешка цереброспинална течност (Заек CSF)

Заек CSF е един от често използваните експериментални модели в изследванията на невронауката и развитието на лекарствата, особено при офталмологични лекарства, заболявания на централната нервна система (ЦНС) и кръвни - мозъчна бариера (BBB) ​​Проучвания на пропускливостта, където има уникални предимства.

Заключение

Анализът на цереброспиналната течност (CSF) играе основна роля в развитието на лекарствата в централната нервна система (CNS), като предоставя критични поглед върху проникването на лекарства в кръвта - Мозъчната бариера (BBB) ​​и фармакокинетичното поведение в централната нервна система. Използването на естествен CSF обаче е изправен пред значителни предизвикателства, включително етични ограничения в събирането на проби, интервюта и междуи индивидуалната променливост в матричния състав и променените биохимични профили в състоянията на заболяването. Тези ограничения подчертават необходимостта от матрици на ACSF, които позволяват стандартизирани и възпроизводими биоаналитични анализи, като същевременно смекчат етичните и техническите препятствия.

LC - MS/MS се превърна в ключов аналитичен инструмент за изследвания на CSF, предлагайки висока чувствителност и специфичност за количествено определяне на лекарствата и биомаркерите при ниски концентрации. Независимо от това, матричните ефекти - насочени от разликите в съдържанието на протеини, липиди и електролити при видовете - изискат внимателна оптимизация на приготвянето на проби и хроматографските състояния. Изкуствените матрици на CSF, съобразени с имитиране както на здрави, така и патологични състояния (например, повишен тау или Ар42 при болестта на Алцхаймер), подобряват надеждността на метода и улесняват сравненията на кръстосания -

Сред животинските модели, Cynomolgus Monkey CSF много прилича на човешки CSF и е предпочитан за общи PK/PD проучвания, докато Rhesus Monkey CSF е по -подходящ за невровъзпалителни изследвания поради засиления му профил на имунния отговор. Моделите на гризачите (например SD плъхове) предлагат разходи - Ефективни, високи - Опции за скрининг на пропускателната способност, докато Minipig CSF позволява многократно вземане на проби в дълги - срочни проучвания.

В заключение, интегрирането на видовете - Специфични изкуствени матрици на CSF с модерни LC - MS/MS методологии адресира критични затруднения в разработването на лекарства с ЦНС, което позволява по -точни, етични и преводими предклинични изследвания. Бъдещият напредък трябва да се съсредоточи върху усъвършенстването на патологичните модели на CSF и оптимизирането на биоаналитичните работни потоци, за да се прогнозират по -добре клиничните резултати.

Ключови думи: Церебропросинална течност, изкуствена цереброспинална течност, изкуствена CSF, симулирана цереброспинална течност, симулирана CSF, CSF проба, LC - MS/MS, човешки CSF, Cynomolgus Monkey Cerebrospinal Fluid (CSF), резска течност, цереброспинал CSF, Beagle Dog Cerebrospinal Fluid, Beagle Dog CSF, цереброспинална течност на плъхове SD, CSF на плъхове, мишка CSF, Minipig Cerebrospinal Fluid, Minipig CSF, Cerebrity Cerebrospinal Fluid, заек CSF, CSF проба, цереброспинална течност, анализ

Цитирайте: Ban Wei - Kang, Yang Zhi - Hong. Изследователските стратегии и напредъка на границите на интрацеребралната фармакокинетика. Китайски фармакологичен бюлетин, 2023, 39 (9): 1607 - 1612.