Cross Vrste Cerebrospinal tekućina (analiza CSF-a) i razvoj umjetne matrice: rješavanje ključnih tehničkih grla u CNS-u bioanalizi

1 Iphase proizvodi

2 Fiziološke funkcije cerebrospinalne tekućine: bioanaliza droge mozga

Mozak je podijeljen u četiri dijela, uključujući telencefalon, diencephalon, cerebellum i mozak. Šupljine u raznim dijelovima mozga nazivaju se Ventricles, koje su ispunjenecerebrospinalna tečnost (CSF). Cerebrospinalna tekućina uglavnom se bavi distribucijom i metabolizmom lijekova u mozgu i centralnom nervnom sistemu (CNS).

Farmakodinamika studira dinamičke promjene apsorpcije, distribucije, metabolizma i izlučivanja u tijelu kroz kvantitativnu analizu, što odražava postupak tijela lijekova tijela, sa fokusom na praćenje koncentracije u krvi. Krv - BAIZAM BAREIER (BBB) ​​je dinamična sučelja razmjene s selektivnom propusnošću, što ograničava raspodjelu štetnih tvari i lijekova u mozgu, a također ograničava njihov unos iz krvotoka u mozak. Kada BBB mijenja propusnost lijekova, otkrivanje koncentracije u krvi ne može precizno odražavati koncentraciju droge u mozgu. Jednostavno korištenje koncentracije droge krvi kao zamjenski pokazatelj za koncentraciju droga u centralnom nervnom sistemu može dovesti do nedovoljne doze, a postoji rizik od poremećaja napredne neuronske aktivnosti kod životinja zbog terapijskih nuspojava uzrokovanih tkivima koje ne ulaze u mozak. Stoga na makro nivou mozga mozga homogenizacija ili metode ekstrakcije cerebrospinalne tečnosti uglavnom se koriste za farmakokinetičke studije u mozgu.

3 Značaj analize cerebrospinalne tečnosti u razvoju droga

Sadržaj proteina CSF-a izuzetno je nizak, a njegova koncentracija droga često se koristi kao zamjenski indikator za CNS besplatne droge. Međutim, operacija cirkulacije CSF-a mnogo je sporija od onog cirkulacije krvi, što rezultira nedovoljnim miješanjem sadržaja za životinje CSF. Ovisno o lokaciji uzorkovanju / vremenu i ruti vremena, koncentracija lijekova u CSF-u može uvelike varirati.Umjetna cerebrospinalna tečnost (Umjetni CSF, ACSF) je rješenje koje simulira sastav i funkciju prirodne cerebrospinalne tekućine, te mogu tačno procijeniti Farmakokinetičke podatke CNS-a u eksperimentima u vitrom. Pored toga, umjetna cerebrospinalna tekućina može se koristiti i za procjenu njenih efekata na edemi mozga i specifične proteine.

4 Izazovi analize cerebrospinalne tečnosti i nužnost umjetne prazne matrice

4.1 Etička / klinička ograničenja za dobijanje prirodne cerebrospinske tekućine

Dobivanje prirodne cerebrospinalne tekućine i dalje se suočava s etičkim grlom boce. Zdravi pojedinci moraju dobiti cerebrospinalnu tekućinu kroz lumbalnu probojnu probojnu ili ventrikularnu drenažu, što predstavlja rizike invazivnih postupaka i otežava zapošljavanje zdravih volontera. Koristeći umjetnu cerebrospinalnu tekućinu /simulirana cerebrospinalna tečnost(umjetno CSF ​​/Simulirani CSF)) Matrica umjesto prirodnih uzoraka za optimizaciju metode, izbjegavajući etička pitanja, osiguravajući standardiziranu analizu uz očuvanje karakteristika matrice (kao što su nizak sastav proteina i elektrolita).

4.2 Efekti matrice uzrokovani značajnim pojedinačnim razlikama

Vrste / pojedinačne razlike u sadržaju proteina (15 - 100 mg / dl), fosfolipidima i endogenim tvarima u prirodnoj cerebrospinalnoj tekućini mogu uzrokovati ionske efekte suzbijanja / poboljšanja u LC - Analiza MS / MS, posebno utječe na kvantitativnu točnost lijekova sa niskim koncentracijama. Prilagođavanjem umjetne cerebrospinalne tekućine / simulirane cerebrospinalne tekućine i simulirajući nivoi proteina / lipida različitih vrsta, LC - MS / MS tehnologija koristi se za uspostavljanje standardne kalibracije krivulje i smanjenje međusobnih razlika. Moguće je prilagoditi i mobilnu fazu (poput hiličke kromatografije) ili produžiti vrijeme zadržavanja za odvajanje ciljnih tvari iz matričnih komponenata.

4.3 Uticaj promjena u prirodnim komponentama matrice na analizi pod uslovima bolesti

Bolest cerebrospinalna tekućina može sadržavati nenormalne proteine ​​(poput smanjene a-and povećane TAU), krv - proizvodi za curenje mozga (poput hemoglobina) ili upalni faktori (IL - 6), koji direktno ometaju efikasnost jonizacije ili hromatografskih ponašanja LC-a - MS / MS.

5 Cross vrste cerebrospinalna tekućina

5.1 Ljudska cerebrospinalna tečnost(Ljudski CSF)

Ljudska cerebrospinalna tečnostje zlatna matrična matrica Cerebrospinal Fluida, ali etička ograničenja dovode do oskudice prirodnih uzoraka; Niski protein (15 - 45 mg / dl), niski sadržaj ćelije, koji zahtijeva visoku - osjetljivost LC - MS / MS Detekcija neuronskih markera (poput Aβ, TAU).

5.2 Cynomolgus majmunska cerebrospinalna tekućina (MONKEY CSF / NHP CSF)

Cynomolgus majmunska cerebrospinalna tekućinaJe li model ne - ljudskih primata najbliži ljudima, sa malim pojedinačnim razlikama, pogodan je za PK / PD i sigurnosna evaluacijaKonvencionalni CNS lijekovi, i je li preferirani standardizirani model za pretkliničke studije većine lijekova CNS-a.

5,3 RHESUS majmunska cerebrospinalna tekućina (majmun CSF / NHP CSF)

Rhesus majmunska cerebrospinalna tekućinase uspoređuje sa Cynomolgus majmunom, ima jače karakteristike od odgovora neuroimune i pogodnije su za neuroinflamske bolesti ili imunološke regulatorne droge.

5.4 Beagle pas cerebrospinalna tekućina (Beagle pas csf)

Beagle cerebrospinal tekućinaje visok model tolerancije proteina koji je pogodan za procjenu krvi - propusnosti za barijere mozga i proučavanje makromolekularnog metabolizma lijekova.

5.5 SD rat cerebrospinalna tekućina (Rat CSF)

SD rat cerebrospinalna tekućinaPripada malom zapreminu cerebrospinalnu tekućinu, s adaptivnim visokim - probirkom probira, niski troškovi i jednostavan modifikacija gena, koja se široko koristi u studiju neurodegenerativnih mehanizama bolesti.

5.6 Miš cerebrospinalna tečnost (Miš CSF)

Miš cerebrospinalna tečnostDa li je važan eksperimentalni model u istraživanju neuroznanosti, posebno široko korišten u modelima iz modificiranih gena (poput Alzheimerove bolesti, Parkinsonove bolesti) i skrining lijekovima Centralnog nervnog sistema (CNS).

5.7 MiniPig cerebrospinal tekućina (Minipig CSF)

Minipig cerebrospinal tekućina 's anatomska struktura omogućava opetovano uzorkovanje, čineći ga pogodnim za dugotrajne farmakološke studije. Međutim, sastav fosfolipida značajno se razlikuje od ljudi, a selektivnost metode treba provjeriti.

5.8 Zec cerebrospinal tekućina (Zec CSF)

Zec CSF Jedan je od najčešće korištenih eksperimentalnih modela u istraživanju neuroznanosti i razvoja droga, posebno u oftalmičkim lijekovima, razborima centralnog nervnog sistema (CNS) i krvi - studije propusnosti mozga (BBB), gdje ima jedinstvene prednosti.

Zaključak

Analiza cerebrospinalne tekućine (CSF) igraju ključnu ulogu u razvoju lijeka u centralnom nervnom sustavu (CNS), pružajući kritične uvide u prodor droge preko krvi - mozga barijera (BBB) ​​i farmakokinetičko ponašanje u centralnom nervnom sistemu. Međutim, upotreba prirodnih CSF-a suočena je sa značajnim izazovima, uključujući etička ograničenja u prikupljanju uzorka, među vrstama i inter - pojedinačna varijabilnost u kompoziciji matrice i izmijenjenih biohemijskih profila u državama bolesti. Ova ograničenja naglašavaju potrebu za matrice ACSF-a, koje omogućuju standardizirane i reproducirajuće bioanalitičke testere dok ublažavaju etičke i tehničke prepreke.

LC - MS / MS pojavio se kao ključni analitički alat za CSF studije, nudeći visoku osjetljivost i specifičnost za kvantifikaciju lijekova i biomarkera na niskim koncentracijama. Ipak, matrični efekti - vođeni razlikama u sadržaju proteina, lipida i elektrolita širom vrste - zahtijevaju pažljivu optimizaciju pripreme uzoraka i hromatografskih uvjeta. Umjetne matrice CSF-a, prilagođene oponašanju zdravih i patoloških uvjeta (npr. Povišeni Tau ili Aβ42 u Alzheimerovoj bolesti), poboljšavaju pouzdanost metode i olakšavaju Cross - Poređenja vrsta.

Među životinjskim modelima, Cynomolgus majmun CSF usko podseća na ljudsku CSF i preferira se za opće PK / PD studije, dok je Rhesus Monkey CSF pogodniji za neuroinflamatorno istraživanje zbog svog povećanog profila imunološkog odgovora. Modeli glodara (E.G., SD štakori) nude troškove - efikasne, visoke mogućnosti probira probira, dok minipig CSF omogućava opetovano uzorkovanje u dugoročnim studijama.

Zaključno, integracija vrsta - specifične umjetne matrice CSF-a sa naprednim LC - MS / MS metodologije bavi se kritičnim grlošćim razvojem u CNS razvoju lijekova, omogućavajući preciznu, etičkiju i prelazniju prelazniju preklinalni prijelaz. Buduća napretka trebala bi se fokusirati na rafiniranje patoloških CSF modela i optimizaciju bioanalitičkih radnog tokova kako bi se bolje predviđali klinički ishodi.

Ključne riječi: Cerebrospinal tekućina, umjetna cerebrospinalna tekućina, simulirana cerebrospinalna tekućina, simulirana CSF, CSF uzorak, LC - MS / MS, Human CSF, Cynomolgus majmun cerebrospinal tekućina (CSF), majmunska cerebrospinalna tekućina, NHP CSF, majmun CSF, beagle pas cerebrospinalna tekućina, beagle pas CSF, SD rat cerebrospinalna tekućina, štakor CSF, miša CSF, minipig CSF, zečje CSF, CSF uzorak, analiza cerebrospinalne tečnosti

Cite: Ban Wei - Kang, Yang Zhi - Hong. Istraživačke strategije i granični tehnologija napreduju u intracerebralnim farmakokineticima. Kineski farmakološki bilten, 2023, 39 (9): 1607 - 1612.