क्रॉस प्रजाति सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड एनालिसिस (सीएसएफ एनालिसिस) और आर्टिफिशियल मैट्रिक्स डेवलपमेंट: सीएनएस ड्रग बायोएनालिसिस में प्रमुख तकनीकी अड़चनों को हल करना

1 iphase उत्पाद

2 सेरेब्रोस्पाइनल द्रव के शारीरिक कार्य: मस्तिष्क दवाओं का बायोएनालिसिस

मस्तिष्क को चार भागों में विभाजित किया गया है, जिसमें टेलेंसफालोन, डिएन्सफेलॉन, सेरिबैलम और ब्रेनस्टेम शामिल हैं। मस्तिष्क के विभिन्न हिस्सों में गुहाओं को वेंट्रिकल कहा जाता है, जो भरे हुए हैंसेरेब्रोस्पाइनल तरल पदार्थ (CSF)। सेरेब्रोस्पाइनल द्रव मुख्य रूप से मस्तिष्क और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (CNS) में दवाओं के वितरण और चयापचय में शामिल है।

फार्माकोडायनामिक्स दवा के अवशोषण, वितरण, चयापचय और शरीर में उत्सर्जन के गतिशील परिवर्तनों का अध्ययन करता है, मात्रात्मक विश्लेषण के माध्यम से, शरीर की दवाओं के निपटान प्रक्रिया को दर्शाता है, जिसमें रक्त दवा की एकाग्रता की निगरानी पर ध्यान केंद्रित किया गया है। रक्त - ब्रेन बैरियर (बीबीबी) चयनात्मक पारगम्यता के साथ एक गतिशील विनिमय इंटरफ़ेस है, जो मस्तिष्क में हानिकारक पदार्थों और दवाओं के वितरण को सीमित करता है, जबकि रक्तप्रवाह से मस्तिष्क के पैरेन्काइमा में उनकी प्रविष्टि को प्रतिबंधित करता है। जब बीबीबी ड्रग पारगम्यता को बदलता है, तो रक्त दवा की एकाग्रता का पता लगाना मस्तिष्क में दवा एकाग्रता को सटीक रूप से प्रतिबिंबित नहीं कर सकता है। बस केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में दवा एकाग्रता के लिए एक विकल्प संकेतक के रूप में रक्त दवा एकाग्रता का उपयोग करने से अपर्याप्त खुराक हो सकती है, और गैर -के कारण चिकित्सीय दुष्प्रभावों के कारण जानवरों में उन्नत तंत्रिका गतिविधि को बाधित करने का खतरा होता है। इसलिए, मैक्रो स्तर पर, मस्तिष्क के ऊतक होमोजेनाइजेशन या मस्तिष्कमेरु द्रव निष्कर्षण विधियों का उपयोग मुख्य रूप से मस्तिष्क में फार्माकोकाइनेटिक अध्ययन के लिए किया जाता है।

3 दवा विकास में मस्तिष्कमेरु द्रव विश्लेषण का महत्व

सीएसएफ की प्रोटीन सामग्री बेहद कम है, और इसकी दवा एकाग्रता का उपयोग अक्सर सीएनएस मुक्त दवाओं के लिए एक स्थानापन्न संकेतक के रूप में किया जाता है। हालांकि, सीएसएफ परिसंचरण का संचालन रक्त परिसंचरण की तुलना में बहुत धीमा है, जिसके परिणामस्वरूप पशु सीएसएफ सामग्री का अपर्याप्त मिश्रण होता है। नमूना स्थान/समय और प्रशासन मार्ग के आधार पर, CSF में दवा एकाग्रता बहुत भिन्न हो सकती है।कृत्रिम सेरेब्रोस्पाइनल तरल पदार्थ (कृत्रिम सीएसएफ, ACSF) एक समाधान है जो प्राकृतिक मस्तिष्कमेरु द्रव की संरचना और कार्य को अनुकरण करता है, और इन विट्रो ADME प्रयोगों में CNS फार्माकोकाइनेटिक डेटा का सही मूल्यांकन कर सकता है। इसके अलावा, कृत्रिम मस्तिष्कमेरु द्रव का उपयोग मस्तिष्क एडिमा और विशिष्ट प्रोटीन पर इसके प्रभावों का मूल्यांकन करने के लिए भी किया जा सकता है।

4 सेरेब्रोस्पाइनल द्रव विश्लेषण की चुनौतियां और कृत्रिम रिक्त मैट्रिक्स की आवश्यकता

4.1 प्राकृतिक सेरेब्रोस्पाइनल द्रव प्राप्त करने के लिए नैतिक/नैदानिक ​​सीमाएँ

प्राकृतिक सेरेब्रोस्पाइनल द्रव को प्राप्त करना अभी भी नैतिक अड़चन का सामना करता है। स्वस्थ व्यक्तियों को काठ का पंचर या वेंट्रिकुलर ड्रेनेज के माध्यम से मस्तिष्कमेरु द्रव प्राप्त करने की आवश्यकता होती है, जो आक्रामक प्रक्रियाओं के जोखिम पैदा करता है और स्वस्थ स्वयंसेवकों को भर्ती करना मुश्किल बनाता है। कृत्रिम मस्तिष्कमेरु द्रव का उपयोग करना/सिम्युलेटेड सेरेब्रोस्पाइनल तरल पदार्थ(कृत्रिम CSF/सिम्युलेटेड सीएसएफ)) विधि अनुकूलन के लिए प्राकृतिक नमूनों के बजाय मैट्रिक्स, नैतिक मुद्दों से परहेज करना, मैट्रिक्स विशेषताओं (जैसे कम प्रोटीन और इलेक्ट्रोलाइट रचना) को संरक्षित करते हुए मानकीकृत विश्लेषण सुनिश्चित करना।

4.2 महत्वपूर्ण व्यक्तिगत अंतर के कारण मैट्रिक्स प्रभाव

प्रोटीन सामग्री में प्रजातियां/व्यक्तिगत अंतर (15 - 100 मिलीग्राम/डीएल), फॉस्फोलिपिड्स, और प्राकृतिक मस्तिष्कमेरु द्रव में अंतर्जात पदार्थ एलसी में आयन दमन/वृद्धि प्रभाव पैदा कर सकते हैं। एमएस/एमएस विश्लेषण, विशेष रूप से कम सांद्रता दवाओं की मात्रात्मक सटीकता को प्रभावित कर सकता है। कृत्रिम मस्तिष्कमेरु द्रव/सिम्युलेटेड सेरेब्रोस्पाइनल द्रव को अनुकूलित करके और विभिन्न प्रजातियों के प्रोटीन/लिपिड स्तर का अनुकरण करते हुए, एलसी/एमएस प्रौद्योगिकी का उपयोग मानक वक्र अंशांकन स्थापित करने और अंतर बैच अंतर को कम करने के लिए किया जाता है। मोबाइल चरण (जैसे कि हिलिक क्रोमैटोग्राफी) को समायोजित करना या मैट्रिक्स इंटरफेरिंग घटकों से लक्ष्य पदार्थों को अलग करने के लिए प्रतिधारण समय का विस्तार करना भी संभव है।

4.3 रोग की स्थिति के तहत विश्लेषण पर प्राकृतिक मैट्रिक्स घटकों में परिवर्तन का प्रभाव

रोग सेरेब्रोस्पाइनल द्रव में असामान्य प्रोटीन (जैसे कि ए andand में वृद्धि हुई ताऊ), रक्त। मस्तिष्क अवरोध रिसाव उत्पाद (जैसे हीमोग्लोबिन), या भड़काऊ कारक (IL - 6) हो सकते हैं, जो सीधे LC के आयनीकरण दक्षता या क्रोमैटोग्राफिक व्यवहार के साथ हस्तक्षेप करते हैं। एमएस/एमएस।

5 क्रॉस प्रजाति सेरेब्रोस्पाइनल द्रव

5.1 मानव सेरेब्रोस्पाइनल द्रव(मानव सीएसएफ)

मानव सेरेब्रोस्पाइनल तरल पदार्थसेरेब्रोस्पाइनल द्रव का गोल्ड स्टैंडर्ड मैट्रिक्स है, लेकिन नैतिक सीमाएं प्राकृतिक नमूनों की कमी को जन्म देती हैं; कम प्रोटीन (15 - 45 मिलीग्राम/डीएल), कम सेल सामग्री, उच्च की आवश्यकता होती है।

5.2 Cynomolgus बंदर सेरेब्रोस्पाइनल द्रव (बंदर सीएसएफ/ एनएचपी सीएसएफ)

सिनोमोलगस बंदर सेरेब्रोस्पाइनल द्रवनॉन - मानव प्राइमेट मॉडल मनुष्यों के सबसे करीब है, छोटे व्यक्तिगत अंतर के साथ, पीके/पीडी और सुरक्षा मूल्यांकन के लिए उपयुक्त हैपारंपरिक सीएनएस दवाएं, और अधिकांश सीएनएस दवाओं के प्रीक्लिनिकल अध्ययन के लिए पसंदीदा मानकीकृत मॉडल है।

5.3 रीसस बंदर सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड (बंदर सीएसएफ/ एनएचपी सीएसएफ)

रीसस बंदर सेरेब्रोस्पाइनल द्रवCynomolgus बंदर के साथ तुलना की जाती है, इसमें मजबूत न्यूरोइम्यून प्रतिक्रिया विशेषताएं हैं और यह न्यूरोइन्फ्लेमेटरी संबंधित रोगों या प्रतिरक्षा नियामक दवाओं के लिए अधिक उपयुक्त है।

5.4 बीगल डॉग सेरेब्रोस्पाइनल द्रव (बीगल डॉग सीएसएफ)

बीगल सेरेब्रोस्पाइनल द्रवएक उच्च प्रोटीन सहिष्णुता मॉडल है, जो रक्त का मूल्यांकन करने के लिए उपयुक्त है। मस्तिष्क बाधा पारगम्यता और मैक्रोमोलेक्युलर ड्रग चयापचय का अध्ययन करना।

5.5 एसडी चूहे सेरेब्रोस्पाइनल द्रव (चूहे सीएसएफ)

एसडी चूहे सेरेब्रोस्पाइनल द्रवएडेप्टिव हाई के साथ छोटे वॉल्यूम सेरेब्रोस्पाइनल द्रव से संबंधित है। थ्रूपुट स्क्रीनिंग, कम लागत और आसान जीन संशोधन, जो न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग तंत्र के अध्ययन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

5.6 माउस सेरेब्रोस्पाइनल द्रव (माउस सीएसएफ)

माउस सेरेब्रोस्पाइनल तरल पदार्थतंत्रिका विज्ञान अनुसंधान में एक महत्वपूर्ण प्रयोगात्मक मॉडल है, विशेष रूप से व्यापक रूप से जीन संशोधित रोग मॉडल (जैसे अल्जाइमर रोग, पार्किंसंस रोग) और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (सीएनएस) दवा स्क्रीनिंग में उपयोग किया जाता है।

5.7 मिनीपिग सेरेब्रोस्पाइनल द्रव (मिनीपिग सीएसएफ)

मिनीपिग सेरेब्रोस्पाइनल द्रव 'एस एनाटोमिकल संरचना बार -बार नमूने के लिए अनुमति देती है, जिससे यह लंबे समय के लिए उपयुक्त हो जाता है। फार्माकोलॉजिकल अध्ययन शब्द। हालांकि, फॉस्फोलिपिड्स की संरचना मनुष्यों से काफी भिन्न होती है, और विधि की चयनात्मकता को सत्यापित करने की आवश्यकता है।

5.8 खरगोश सेरेब्रोस्पाइनल द्रव (खरगोश सीएसएफ)

खरगोश सीएसएफ न्यूरोसाइंस अनुसंधान और दवा विकास में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले प्रयोगात्मक मॉडल में से एक है, विशेष रूप से नेत्र दवाओं, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (सीएनएस) रोगों, और रक्त में। मस्तिष्क अवरोध (बीबीबी) पारगम्यता अध्ययन में, जहां इसके अद्वितीय लाभ हैं।

निष्कर्ष

मस्तिष्कमेरु द्रव (सीएसएफ) का विश्लेषण केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (सीएनएस) दवा विकास में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जो रक्त में दवा के प्रवेश में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करता है। मस्तिष्क अवरोध (बीबीबी) और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में फार्माकोकाइनेटिक व्यवहार। हालांकि, प्राकृतिक सीएसएफ का उपयोग महत्वपूर्ण चुनौतियों का सामना करता है, जिसमें नमूना संग्रह में नैतिक बाधाओं, अंतर - ये सीमाएँ ACSF मैट्रिसेस के लिए आवश्यकता को रेखांकित करती हैं, जो नैतिक और तकनीकी बाधाओं को कम करते हुए मानकीकृत और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य बायोएनालिटिकल assays को सक्षम करती हैं।

LC - MS/MS CSF अध्ययन के लिए एक प्रमुख विश्लेषणात्मक उपकरण के रूप में उभरा है, कम सांद्रता में दवाओं और बायोमार्कर को निर्धारित करने के लिए उच्च संवेदनशीलता और विशिष्टता की पेशकश करता है। फिर भी, मैट्रिक्स प्रभाव -प्रजातियों में प्रोटीन, लिपिड और इलेक्ट्रोलाइट सामग्री में अंतर से संचालित - नमूना तैयारी और क्रोमैटोग्राफिक स्थितियों के सावधानीपूर्वक अनुकूलन की आवश्यकता होती है। आर्टिफिशियल सीएसएफ मैट्रिस, दोनों स्वस्थ और पैथोलॉजिकल स्थितियों की नकल करने के लिए (जैसे, अल्जाइमर रोग में टीएयू या ए in42 को ऊंचा) की नकल करने के लिए, विधि विश्वसनीयता को बढ़ाते हैं और क्रॉस की सुविधा प्रदान करते हैं। प्रजातियों की तुलना।

पशु मॉडल के बीच, Cynomolgus बंदर CSF मानव CSF से मिलता -जुलता है और सामान्य पीके/पीडी अध्ययन के लिए पसंद किया जाता है, जबकि रीसस बंदर सीएसएफ अपनी बढ़े हुए प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया प्रोफ़ाइल के कारण न्यूरोइनफ्लेमेटरी अनुसंधान के लिए बेहतर अनुकूल है। कृंतक मॉडल (जैसे, एसडी चूहे) लागत की पेशकश करते हैं। प्रभावी, उच्च, थ्रूपुट स्क्रीनिंग विकल्प, जबकि मिनिपिग सीएसएफ लंबे समय में बार -बार नमूना लेने की अनुमति देता है। टर्म स्टडी।

अंत में, प्रजातियों का एकीकरण - उन्नत एलसी के साथ विशिष्ट कृत्रिम सीएसएफ मैट्रिसेस - एमएस/एमएस कार्यप्रणाली सीएनएस दवा विकास में महत्वपूर्ण अड़चनें संबोधित करती है, जिससे अधिक सटीक, नैतिक और अनुवाद योग्य प्रीक्लिनिकल अनुसंधान सक्षम होता है। भविष्य की प्रगति को पैथोलॉजिकल सीएसएफ मॉडल को परिष्कृत करने और नैदानिक ​​परिणामों की बेहतर भविष्यवाणी करने के लिए बायोएनालिटिकल वर्कफ़्लो को अनुकूलित करने पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए।

मुख्य शब्द: सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड, आर्टिफिशियल सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड, आर्टिफिशियल सीएसएफ, सिम्युलेटेड सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड, सिम्युलेटेड सीएसएफ, सीएसएफ सैंपल, एलसी। एमएस/एमएस, ह्यूमन सीएसएफ, सिनोमोलगस सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड (सीएसएफ) सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड, बीगल डॉग सीएसएफ, एसडी चूहे सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड, रैट सीएसएफ, माउस सीएसएफ, मिनिपिग सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड, मिनिपिग सीएसएफ, खरगोश सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड, खरगोश सीएसएफ, सीएसएफ सैंपल, सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड एनालिसिस

उद्धरण: बान वेई - कांग, यांग ज़ी - हांग। अनुसंधान रणनीतियों और फ्रंटियर प्रौद्योगिकी इंट्रासेरेब्रल फार्माकोकाइनेटिक्स में अग्रिम। चीनी औषधीय बुलेटिन, 2023, 39 (9): 1607 - 1612।