Ristliikide tserebrospinaalvedeliku analüüs (CSF analüüs) ja kunstliku maatriksi areng: peamiste tehniliste kitsaskohtade lahendamine kesknärvisüsteemi ravimi bioanalüüsis

1 ifaasi tooted

2 Tserebrospinaalvedeliku füsioloogilised funktsioonid: ajuravimite bioanalüüs

Aju jaguneb neljaks osaks, sealhulgas Telencephalon, Diencephalon, väikeaju ja ajutüve. Aju erinevates osades olevaid õõnsusi nimetatakse vatsakesteks, mis on täidetudtserebrospinaalvedelik (CSF). Tserebrospinaalvedelik on peamiselt seotud aju- ja kesknärvisüsteemi (KNS) ravimite jaotumisega ja metabolismiga.

Farmakodünaamika uurib ravimite imendumise, jaotuse, metabolismi ja eritumise dünaamilisi muutusi kvantitatiivse analüüsi abil, kajastades keha ravimite kõrvaldamisprotsessi, keskendudes vereravimite kontsentratsiooni jälgimisele. Vere - ajubarjäär (BBB) ​​on selektiivse läbilaskvusega dünaamiline vahetusliides, mis piirab aju kahjulike ainete ja ravimite jaotust, piirates samas ka nende sisenemist vereringest aju parenhüümi. Kui BBB muudab ravimite läbilaskvust, ei pruugi vereravimite kontsentratsiooni tuvastamine täpselt kajastada ajus ravimite kontsentratsiooni. Lihtsalt vereravimite kontsentratsiooni kasutamine ravimi kontsentratsiooni asendusnäitajana kesknärvisüsteemis võib põhjustada ebapiisavat annust ja on oht häirida täiustatud närvi aktiivsust loomadel terapeutiliste kõrvaltoimete tõttu, mis on põhjustatud mitte - CNS -i ravimitest, mis sisenevad ajukoesse. Seetõttu kasutatakse makrotasandil aju kudede homogeniseerimist või tserebrospinaalvedeliku ekstraheerimismeetodeid peamiselt aju farmakokineetiliste uuringute jaoks.

3 Tserebrospinaalvedeliku analüüsi olulisus ravimite väljatöötamisel

CSF -i proteiinisisaldus on äärmiselt madal ja selle ravimi kontsentratsiooni kasutatakse sageli kesknärvisüsteemi vabade ravimite asendajana. Kuid CSF -i ringluse toimimine on palju aeglasem kui vereringe, mille tulemuseks on looma CSF -i sisu ebapiisav segamine. Sõltuvalt proovivõtmise asukohast/ajast ja manustamisest võib CSF -i ravimi kontsentratsioon varieeruda suuresti.Kunstlik tserebrospinaalvedelik (kunstlik CSF, ACSF) on lahendus, mis simuleerib loodusliku tserebrospinaalvedeliku koostist ja funktsiooni ning suudab täpselt hinnata kesknärvisüsteemi farmakokineetilisi andmeid in vitro ADME katsetes. Lisaks saab aju turse ja spetsiifiliste valkude mõju hindamiseks kasutada ka kunstlikku tserebrospinaalvedelikku.

4 Tserebrospinaalvedeliku analüüsi väljakutsed ja kunstliku tühja maatriksi vajalikkus

4.1 Eetilised/kliinilised piirangud loodusliku tserebrospinaalvedeliku saamiseks

Loodusliku tserebrospinaalvedeliku saamine seisab endiselt eetiliste kitsaskohtadega. Terved isikud peavad saama tserebrospinaalvedeliku nimmepunktsiooni või vatsakeste äravoolu kaudu, mis kujutab endast invasiivsete protseduuride riske ja raskendab tervete vabatahtlike värbamist. Kunstliku tserebrospinaalvedeliku kasutamine/simuleeritud tserebrospinaalvedelik(Kunstlik CSF/simuleeritud CSF)) Maatriks looduslike proovide asemel meetodi optimeerimiseks, vältides eetilisi probleeme, tagades standardiseeritud analüüsi, säilitades samal ajal maatriksi karakteristikuid (näiteks madala valgu ja elektrolüütide koostise).

4.2 MATRIXi mõjud, mis on põhjustatud olulistest individuaalsetest erinevustest

Liigid/individuaalsed erinevused proteiinisisalduses (15 - 100 mg/dL), fosfolipiidid ja endogeensed ained looduslikus tserebrospinaalvedelikus võivad põhjustada ioonide supressiooni/tugevdamise mõju LC - MS/MS analüüsis, eriti mõjutades madala kontsentratsiooniga ravimite kvantitatiivset täpsust. Kunstliku tserebrospinaalvedeliku/simuleeritud tserebrospinaalvedeliku ja erinevate liikide valkude/lipiidide taset simuleerides kasutatakse LC - MS/MS tehnoloogiat standardse kõvera kalibreerimise määramiseks ja partiidevaheliste erinevuste vähendamiseks. Samuti on võimalik reguleerida liikuvat faasi (näiteks HILIC -kromatograafiat) või pikendada peetumisaega sihtmärkide eraldamiseks maatriksi segavatest komponentidest.

4.3 Looduslike maatriksikomponentide muutuste mõju analüüsile haigusseisundites

Haigus tserebrospinaalvedelik võib sisaldada ebanormaalseid valke (näiteks vähenenud Aβ ja suurenenud tau), vere - aju barjäärilekkeid (näiteks hemoglobiin) või põletikulisi tegureid (IL - 6), mis segavad otseselt ionisatsiooni efektiivsust või LC - MS/MS -i kromatograafilist käitumist.

5 ristliigi tserebrospinaalvedelikku

5.1 Inimese tserebrospinaalvedelik(Inimese CSF)

Inimese tserebrospinaalvedelikon tserebrospinaalvedeliku kuldstandard maatriks, kuid eetilised piirangud põhjustavad looduslike proovide nappust; Madal valk (15 - 45 mg/dL), madala raku sisaldusega, vajalik kõrge -

5.2 Cynomolgus Monkey tserebrospinaalvedelik (Ahv CSF/ NHP CSF)

Cynomolgus ahvi tserebrospinaalvedelikon mitte - inimese primaatide mudel, mis on inimestele kõige lähemal, väikeste individuaalsete erinevustega, sobib PK/PD ja ohutuse hindamiseksTavapärased kesknärvisüsteemi ravimid, ja see on enamiku kesknärvisüsteemi ravimite prekliiniliste uuringute eelistatud standardiseeritud mudel.

5.3 Rhesus Ahvi tserebrospinaalvedelik (ahv CSF/ NHP CSF)

Reesus ahvi tserebrospinaalvedelikvõrreldakse Cynomolgus ahviga, sellel on tugevamad neuroimmuunse reageerimise omadused ja see sobib paremini neuroinflammatoorsete haiguste või immuunregulatsiooni ravimite jaoks.

5.4 BEAGLE koera tserebrospinaalvedelik (Beagle Dog CSF)

Beagle tserebrospinaalvedelikon kõrge valkude tolerantsi mudel, mis sobib vere hindamiseks. Aju barjääri läbilaskvus ja makromolekulaarse ravimi metabolismi uurimine.

5,5 SD roti tserebrospinaalvedelik (Rott CSF)

SD roti tserebrospinaalvedelikkuulub väikese mahuga tserebrospinaalvedeliku, adaptiivse kõrge - läbilaskevõime sõeluuringu, odavate ja lihtsa geeni modifikatsiooniga, mida kasutatakse laialdaselt neurodegeneratiivsete haiguste mehhanismide uurimisel.

5.6 Hiire tserebrospinaalvedelik (Hiire CSF)

Hiire tserebrospinaalvedelikon oluline eksperimentaalne mudel neuroteaduste uurimisel, eriti laialdaselt kasutatav geeni modifitseeritud haiguste mudelites (näiteks Alzheimeri tõbi, Parkinsoni tõbi) ja kesknärvisüsteemi (KNS) ravimite sõeluuring.

5.7 minipig tserebrospinaalvedelik (Minipig csf)

Minipig tserebrospinaalvedelik ”S anatoomiline struktuur võimaldab korduvat proovivõtu, muutes selle sobivaks pikkadeks farmakoloogilisteks uuringuteks. Kuid fosfolipiidide koostis erineb märkimisväärselt inimeste omast ja meetodi selektiivsust tuleb kontrollida.

5.8 Küüliku tserebrospinaalvedelik (Jänese CSF)

Jänese CSF on üks neuroteaduste uurimise ja ravimite väljatöötamisel kasutatavaid eksperimentaalseid mudeleid, eriti oftalmiliste ravimite, kesknärvisüsteemi (KNS) haiguste ja vere - ajubarjääri (BBB) ​​läbilaskvuse uuringute puhul, kus sellel on ainulaadsed eelised.

Järeldus

Tserebrospinaalvedeliku (CSF) analüüs mängib pöördelist rolli kesknärvisüsteemi (KNS) ravimite väljatöötamisel, pakkudes kriitilist teavet ravimite läbitungimisest kogu veres - ajubarjääri (BBB) ​​ja farmakokineetilise käitumise kohta kesknärvisüsteemis. Naturaalse CSF -i kasutamisel seisavad aga olulised väljakutsed, sealhulgas eetilised piirangud proovide kogumisel, liikidevahelises ja inter - individuaalne varieeruvus maatriksi koostises ning muutunud biokeemilised profiilid haigusseisundites. Need piirangud rõhutavad ACSF -i maatriksite vajalikkust, mis võimaldavad standardiseeritud ja reprodutseeritavaid bioanalüütilisi analüüse, leevendades samal ajal eetilisi ja tehnilisi takistusi.

LC - MS/MS on kujunenud CSF -uuringute peamiseks analüütiliseks vahendiks, pakkudes kõrget tundlikkust ja spetsiifilisust ravimite ja biomarkerite kvantifitseerimiseks madalates kontsentratsioonides. Sellegipoolest nõuavad maatriksi mõjud valkude, lipiidide ja elektrolüütide sisalduse erinevustest - proovide ettevalmistamise ja kromatograafiliste tingimuste hoolikat optimeerimist. Kunstlikud CSF -maatriksid, mis on kohandatud nii tervislike kui ka patoloogiliste tingimuste jäljendamiseks (nt kõrgendatud tau või Aβ42 Alzheimeri tõve korral), suurendavad meetodi usaldusväärsust ja hõlbustavad risti - liikide võrdlust.

Loommudelite hulgas sarnaneb Cynomolgus Monkey CSF täpselt inimese CSF -i ja seda eelistatakse üldiste PK/PD uuringute jaoks, samas kui Rhesus Ahv CSF sobib paremini neuroinflammatoorseteks uuringuteks tänu selle kõrgendatud immuunvastuse profiilile. Näriliste mudelid (nt SD -rotid) pakuvad kulusid

Kokkuvõtteks võib öelda, et liikide integreerimine - Spetsiifilised kunstlikud CSF -maatriksid täiustatud LC - MS/MS metoodikatega tegeleb kesknärvisüsteemi kriitiliste kitsaskohtadega, mis võimaldavad täpsemaid, eetilisi ja tõlkeid prekliinilisi uuringuid. Edasised edusammud peaksid keskenduma patoloogiliste CSF -mudelite rafineerimisele ja bioanalüütiliste töövoogude optimeerimisele, et paremini ennustada kliinilisi tulemusi.

Märksõnad: Tserebrospinaalvedelik, kunstlik tserebrospinaalvedelik, kunstlik CSF, simuleeritud tserebrospinaalvedelik, simuleeritud CSF, CSF -proov, LC - MS/MS, inimese CSF, Cynomolgus Monkey tserebrospinaalvedelik (CSF), Rhesus Monkey Cereburinal Fluid (CSF), Monkey (CSF), Monkey (CSF), Monkey, Monkey, Monkey, Monkey, Monkey, Monkey, Monkey, Monkey, Monkey, Monkey, Monkey, Monkey, Monkey, Monkey, Monkey, Monkey, Monkey, Monkey, Monkey CSF, Beagle Dog Cerebrospinaalvedelik, Beagle Dog CSF, SD rott tserebrospinaalvedelik, rott CSF, hiire CSF, minipig -tserebrospinaalvedelik, minipig CSF, küüliku tserebbiidi vedelik, küüliku CSF, CSF -i analüüs, tserebrospinaalne vedelik analüüs, tserebrospinaalne vedelik analüüs

Cite: Ban Wei - Kang, Yang Zhi - Hong. Uurimisstrateegiad ja piiritehnoloogia areng ajusisese farmakokineetika osas. Hiina farmakoloogiline bülletään, 2023, 39 (9): 1607 - 1612.