ჯვრის სახეობები ცერებროსპინალური სითხის ანალიზი (CSF ანალიზი) და ხელოვნური მატრიქსის განვითარება: ძირითადი ტექნიკური შეფერხებების გადაჭრა CNS წამლის ბიოანალიზში

1 iPhase პროდუქტი

ცერებროსპინალური სითხის 2 ფიზიოლოგიური ფუნქცია: ტვინის წამლების ბიოანალიზი

ტვინი იყოფა ოთხ ნაწილად, მათ შორის ტელენცეფალონის, დიენცეფალონის, ცერებრუმისა და ტვინის სისტემის ჩათვლით. ტვინის სხვადასხვა ნაწილში არსებულ ღრუებს ეწოდება პარკუჭები, რომლებიც ივსებაცერებროსპინალური სითხე (CSF). ცერებროსპინალური სითხე ძირითადად მონაწილეობს ტვინში და ცენტრალურ ნერვულ სისტემაში წამლების განაწილებაში და მეტაბოლიზმში (CNS).

ფარმაკოდინამიკა შეისწავლის ორგანიზმში წამლის შეწოვის, განაწილების, მეტაბოლიზმისა და ექსკრეციის დინამიურ ცვლილებებს რაოდენობრივი ანალიზით, რაც ასახავს სხეულის განკარგვის პროცესს წამლების განკარგვის პროცესს, ყურადღება გამახვილებულია სისხლის წამლების კონცენტრაციის მონიტორინგზე. სისხლი - ტვინის ბარიერი (BBB) ​​არის დინამიური გაცვლის ინტერფეისი შერჩევითი გამტარიანობით, რაც ზღუდავს ტვინში მავნე ნივთიერებებისა და წამლების განაწილებას, ხოლო ასევე ზღუდავს მათ სისხლში შესვლას თავის ტვინის პარენქიმაში. როდესაც BBB ცვლის წამლის გამტარიანობას, სისხლის წამლის კონცენტრაციის გამოვლენამ შეიძლება ზუსტად არ ასახოს ტვინში წამლის კონცენტრაცია. უბრალოდ, სისხლის წამლის კონცენტრაციის, როგორც შემცვლელი ინდიკატორი, ცენტრალურ ნერვულ სისტემაში წამლის კონცენტრაციისთვის, შეიძლება გამოიწვიოს არასაკმარისი დოზა, და არსებობს ცხოველებში მოწინავე ნერვული მოქმედების შეფერხების რისკი, თერაპიული გვერდითი მოვლენების გამო, რომელიც გამოწვეულია ტვინის ქსოვილებში. ამრიგად, მაკრო დონეზე, ტვინის ქსოვილის ჰომოგენიზაცია ან ცერებროსპინალური სითხის მოპოვების მეთოდები ძირითადად გამოიყენება ტვინში ფარმაკოკინეტიკური კვლევებისთვის.

3 ცერებროსპინალური სითხის ანალიზის მნიშვნელობა წამლის განვითარებაში

CSF- ის ცილის შემცველობა უკიდურესად დაბალია, ხოლო მისი წამლის კონცენტრაცია ხშირად გამოიყენება როგორც შემცვლელი ინდიკატორი CNS უფასო წამლებისთვის. ამასთან, CSF მიმოქცევის მოქმედება გაცილებით ნელია, ვიდრე სისხლის მიმოქცევაში, რაც იწვევს ცხოველების CSF შინაარსის არასაკმარისი შერევას. შერჩევის ადგილმდებარეობის/დროისა და ადმინისტრირების მარშრუტიდან გამომდინარე, CSF- ში წამლის კონცენტრაცია შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს.ხელოვნური ცერებროსპინალური სითხე (ხელოვნური CSF, ACSF) არის გამოსავალი, რომელიც ახდენს ბუნებრივი ცერებროსპინალური სითხის შემადგენლობის და ფუნქციონირების სიმულაციას და შეუძლია ზუსტად შეაფასოს CNS ფარმაკოკინეტიკური მონაცემები in vitro ADME ექსპერიმენტებში. გარდა ამისა, ხელოვნური ცერებროსპინალური სითხე ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას მისი ეფექტების შესაფასებლად ტვინის შეშუპებაზე და სპეციფიკურ ცილებზე.

4 ცერებროსპინალური სითხის ანალიზის გამოწვევები და ხელოვნური ცარიელი მატრიცის აუცილებლობა

4.1 ეთიკური/კლინიკური შეზღუდვები ბუნებრივი ცერებროსპინალური სითხის მისაღებად

ბუნებრივი ცერებროსპინალური სითხის მოპოვება ჯერ კიდევ ემუქრება ეთიკურ შეფერხებებს. ჯანმრთელ პირებს უნდა მიიღონ ცერებროსპინალური სითხე წელის პუნქციის ან პარკუჭის დრენაჟის საშუალებით, რაც წარმოშობს ინვაზიური პროცედურების რისკებს და ართულებს ჯანმრთელი მოხალისეების დაქირავებას. ხელოვნური ცერებროსპინალური სითხის გამოყენება/სიმულაციური ცერებროსპინალური სითხე(ხელოვნური CSF/სიმულაციური CSF)) მატრიქსი ბუნებრივი ნიმუშების ნაცვლად მეთოდის ოპტიმიზაციისთვის, ეთიკური საკითხების თავიდან აცილება, სტანდარტიზებული ანალიზის უზრუნველყოფა მატრიქსის მახასიათებლების შენარჩუნებისას (მაგალითად, დაბალი ცილა და ელექტროლიტური შემადგენლობა).

4.2 მნიშვნელოვანი ინდივიდუალური განსხვავებებით გამოწვეული მატრიქსის ეფექტები

ცილის შემცველობაში (15 - 100 მგ/დლ), ფოსფოლიპიდები და ენდოგენური ნივთიერებები ბუნებრივ ცერებროსპინალურ სითხეში შეიძლება გამოიწვიოს იონის ჩახშობის/გამაძლიერებელი ეფექტები LC - MS/MS ანალიზში, განსაკუთრებით გავლენას ახდენს დაბალი კონცენტრაციის წამლების რაოდენობრივ სიზუსტეზე. ხელოვნური ცერებროსპინალური სითხის/სიმულაციური ცერებროსპინალური სითხის სიმულაციით და სხვადასხვა სახეობის ცილის/ლიპიდების დონის სიმულაციით, LC - MS/MS ტექნოლოგია გამოიყენება სტანდარტული მრუდი კალიბრაციის დასადგენად და ინტერპრეტაციის განსხვავებების შესამცირებლად. ასევე შესაძლებელია მობილური ფაზის რეგულირება (მაგალითად, ჰილიური ქრომატოგრაფია) ან გააფართოვოთ შეკავების დრო, რომ განასხვავოთ სამიზნე ნივთიერებები მატრიქსის ჩარევის კომპონენტებისგან.

4.3 ბუნებრივი მატრიქსის კომპონენტებში ცვლილებების გავლენა დაავადების პირობებში ანალიზზე

დაავადების ცერებროსპინალური სითხე შეიძლება შეიცავდეს არანორმალურ ცილებს (მაგალითად, AβAND– ის დაქვეითებას), სისხლში - ტვინის ბარიერის გაჟონვის პროდუქტები (მაგალითად, ჰემოგლობინი), ან ანთებითი ფაქტორები (il - 6), რომელიც უშუალოდ ერევა LC - MS/MS– ის იონიზაციის ეფექტურობას ან ქრომატოგრაფიულ ქცევას.

5 ჯვრის სახეობა ცერებროსპინალური სითხე

5.1 ადამიანის ცერებროსპინალური სითხე(ადამიანის CSF)

ადამიანის ცერებროსპინალური სითხეარის ცერებროსპინალური სითხის ოქროს სტანდარტული მატრიცა, მაგრამ ეთიკური შეზღუდვები იწვევს ბუნებრივი ნიმუშების სიმცირეს; დაბალი ცილა (15 - 45 მგ/დლ), უჯრედის დაბალი შემცველობა, რომელიც მოითხოვს მაღალი - მგრძნობელობა LC - MS/MS ნერვული მარკერების გამოვლენა (მაგალითად, Aβ, Tau).

5.2 Cynomolgus მაიმუნის ცერებროსპინალური სითხე (მაიმუნი CSF/ NHP CSF)

Cynomolgus მაიმუნის ცერებროსპინალური სითხეარის არა - ადამიანის პრიმიტიული მოდელი ყველაზე ახლოს ადამიანებთან, მცირე ინდივიდუალური განსხვავებებით, შესაფერისია PK/PD– სთვის და უსაფრთხოების შეფასებისთვისჩვეულებრივი ცნს -ის წამლებიდა არის სასურველი სტანდარტიზებული მოდელი CNS წამლების უმეტესობის პრეკლინიკური კვლევებისთვის.

5.3 რეზუს მაიმუნის ცერებროსპინალური სითხე (მაიმუნი CSF/ NHP CSF)

რეზუს მაიმუნის ცერებროსპინალური სითხეშედარებულია Cynomolgus Monkey- სთან, მას აქვს უფრო ძლიერი ნეიროიმუნური რეაგირების მახასიათებლები და უფრო შესაფერისია ნეიროინფლემაციასთან დაკავშირებული დაავადებების ან იმუნური მარეგულირებელი წამლებისათვის.

5.4 Beagle ძაღლის ცერებროსპინალური სითხე (Beagle Dog CSF)

Beagle ცერებროსპინალური სითხეარის მაღალი ცილის ტოლერანტობის მოდელი, რომელიც შესაფერისია სისხლის შესაფასებლად - ტვინის ბარიერის გამტარიანობა და მაკრომოლეკულური წამლების მეტაბოლიზმის შესწავლა.

5.5 SD ვირთხის ცერებროსპინალური სითხე (ვირთხა CSF)

SD ვირთხის ცერებროსპინალური სითხემიეკუთვნება მცირე მოცულობის ცერებროსპინალურ სითხეს, ადაპტირებული მაღალი - გამტარუნარიანობის სკრინინგით, დაბალი ღირებულებით და გენის მარტივი მოდიფიკაციით, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ნეიროდეგენერაციული დაავადების მექანიზმების შესწავლაში.

5.6 მაუსის ცერებროსპინალური სითხე (მაუსის CSF)

მაუსის ცერებროსპინალური სითხეარის მნიშვნელოვანი ექსპერიმენტული მოდელი ნეირომეცნიერების კვლევაში, განსაკუთრებით ფართოდ გამოიყენება გენის მოდიფიცირებული დაავადების მოდელებში (მაგალითად, ალცჰეიმერის დაავადება, პარკინსონის დაავადება) და ცენტრალური ნერვული სისტემის (CNS) წამლების სკრინინგი.

5.7 მინიპიგის ცერებროსპინალური სითხე (Minipig csf)

მინიპიგის ცერებროსპინალური სითხე ”S ანატომიური სტრუქტურა საშუალებას იძლევა განმეორებითი შერჩევა, რაც მას შესაფერისია გრძელვადიანი - ვადით ფარმაკოლოგიური კვლევებისთვის. ამასთან, ფოსფოლიპიდების შემადგენლობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება ადამიანისგან, ხოლო მეთოდის სელექციურობა უნდა გადამოწმდეს.

5.8 კურდღლის ცერებროსპინალური სითხე (კურდღლის CSF)

კურდღლის CSF არის ერთ - ერთი ხშირად გამოყენებული ექსპერიმენტული მოდელი ნეირომეცნიერების კვლევასა და ნარკომანიის განვითარებაში, განსაკუთრებით ოფთალმოლოგიური მედიკამენტების, ცენტრალური ნერვული სისტემის (CNS) დაავადებებისა და სისხლის ტვინის ბარიერის (BBB) ​​გამტარიანობის კვლევებში, სადაც მას აქვს უნიკალური უპირატესობა.

დასკვნა

ცერებროსპინალური სითხის (CSF) ანალიზი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ცენტრალურ ნერვულ სისტემაში (CNS) წამლის განვითარებაში, რაც უზრუნველყოფს კრიტიკულ შეხედულებებს ნარკოტიკების შეღწევაში სისხლის გასწვრივ - ტვინის ბარიერი (BBB) ​​და ფარმაკოკინეტიკური ქცევა ცენტრალურ ნერვულ სისტემაში. ამასთან, ბუნებრივი CSF– ის გამოყენებას მნიშვნელოვანი გამოწვევები აქვს, მათ შორის ეთიკური შეზღუდვები ნიმუშების შეგროვებაში, ინტერპრეტაციისა და ინტერპრეტაციის ინდივიდუალური ცვალებადობა მატრიქსის შემადგენლობაში და შეცვლილი ბიოქიმიური პროფილები დაავადებათა მდგომარეობებში. ეს შეზღუდვები ხაზს უსვამს ACSF მატრიცების აუცილებლობას, რაც საშუალებას იძლევა სტანდარტიზებული და რეპროდუქციული ბიოანალიტიკური გამოკვლევები ეთიკური და ტექნიკური დაბრკოლებების შემსუბუქებისას.

LC - MS/MS გამოჩნდა, როგორც საკვანძო ანალიტიკური საშუალება CSF კვლევებისთვის, გთავაზობთ მაღალი მგრძნობელობას და სპეციფიკას ნარკოტიკებისა და ბიომარკერების რაოდენობრივი რაოდენობით, დაბალი კონცენტრაციით. მიუხედავად ამისა, მატრიქსის ეფექტები, რომლებიც გამოწვეულია ცილის, ლიპიდების და ელექტროლიტური შემცველობით განსხვავებებით სახეობებში - მოითხოვს ნიმუშის მომზადებისა და ქრომატოგრაფიული პირობების ფრთხილად ოპტიმიზაციას. ხელოვნური CSF მატრიცები, რომლებიც მორგებულია როგორც ჯანსაღი, ასევე პათოლოგიური პირობების მიბაძვა (მაგ., ალცჰეიმერის დაავადების დროს მომატებული TAU ან Aβ42), აძლიერებს მეთოდის საიმედოობას და ხელს უწყობს ჯვრის - სახეობების შედარებებს.

ცხოველთა მოდელებს შორის, Cynomolgus Monkey CSF მჭიდროდ ემსგავსება ადამიანის CSF- ს და უპირატესობას ანიჭებს ზოგადი PK/PD კვლევებისთვის, ხოლო რეზუს მაიმუნის CSF უკეთესად შეეფერება ნეიროინფლემატორულ კვლევას, მისი გაძლიერებული იმუნური რეაგირების პროფილის გამო. მღრღნელების მოდელები (მაგ., SD ვირთხები) გთავაზობთ ღირებულებას - ეფექტური, მაღალი - გამტარუნარიანობის სკრინინგის ვარიანტები, ხოლო Minipig CSF საშუალებას იძლევა განმეორებითი შერჩევა გრძელვადიან -

დასკვნის სახით, სახეობების ინტეგრაცია - სპეციფიკური ხელოვნური CSF მატრიცები მოწინავე LC - MS/MS მეთოდოლოგიით მიმართავს კრიტიკულ პრობლემებს CNS წამლების განვითარებაში, რაც საშუალებას იძლევა უფრო ზუსტი, ეთიკური და თარგმნილი წინასწარი კლინიკური კვლევა. სამომავლო წინსვლები უნდა იყოს ფოკუსირებული პათოლოგიური CSF მოდელების დახვეწაზე და ბიოანალიტიკური სამუშაოების ოპტიმიზაციაზე, კლინიკური შედეგების უკეთ პროგნოზირების მიზნით.

საკვანძო სიტყვები: ცერებროსპინალური სითხე, ხელოვნური ცერებროსპინალური სითხე, ხელოვნური CSF, სიმულაციური ცერებროსპინალური სითხე, სიმულაციური CSF, CSF ნიმუში, LC - MS/MS, ადამიანის CSF, Cynomolgus Monkey Cerebrospinal სითხე (CSF), Rhesus Monkey Cerebrospinal სითხე (CSF), Monkey Cerebrospinat ცერებროსპინალური სითხე, ბეღლის ძაღლი CSF, SD ვირთხების ცერებროსპინალური სითხე, ვირთხა CSF, თაგვის CSF, მინიპიგის ცერებროსპინალური სითხე, მინიპიგის CSF, კურდღლის ცერებროსპინალური სითხე, კურდღლის CSF, CSF ნიმუში, ცერებროსპინალური სითხის ანალიზი

ციტირება: Ban Wei - Kang, Yang Zhi - Hong. კვლევითი სტრატეგიები და სასაზღვრო ტექნოლოგიის წინსვლა ინტრაკერებრალური ფარმაკოკინეტიკაში. ჩინური ფარმაკოლოგიური ბიულეტენი, 2023, 39 (9): 1607 - 1612.