क्रॉस प्रजाती सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड विश्लेषण (सीएसएफ विश्लेषण) आणि कृत्रिम मॅट्रिक्स डेव्हलपमेंट: सीएनएस ड्रग बायोआनालिसिसमध्ये की तांत्रिक अडथळे सोडवणे

1 आयफेस उत्पादने

2 सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइडची शारीरिक कार्ये: मेंदूच्या औषधांचे बायोआनालिसिस

टेरेन्सेलॉन, डायनेफॅलॉन, सेरेबेलम आणि ब्रेनस्टेमसह मेंदूला चार भागांमध्ये विभागले गेले आहे. मेंदूच्या विविध भागातील पोकळींना वेंट्रिकल्स म्हणतात, जे भरलेले आहेतसेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड (सीएसएफ)? सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड प्रामुख्याने मेंदू आणि मध्यवर्ती मज्जासंस्थेमध्ये (सीएनएस) औषधांच्या वितरण आणि चयापचयात सामील आहे.

फार्माकोडायनामिक्स औषध शोषण, वितरण, चयापचय आणि शरीरातील परिमाणवाचक विश्लेषणाद्वारे उत्सर्जनाच्या गतिशील बदलांचा अभ्यास करतात, ज्यामुळे औषधांच्या औषधाच्या एकाग्रतेवर लक्ष केंद्रित करण्यावर लक्ष केंद्रित केले जाते. रक्त - ब्रेन बॅरियर (बीबीबी) निवडक पारगम्यता असलेले एक डायनॅमिक एक्सचेंज इंटरफेस आहे, जे मेंदूत हानिकारक पदार्थ आणि औषधांचे वितरण मर्यादित करते आणि रक्तप्रवाहातून मेंदूच्या पॅरेन्कायमामध्ये प्रवेश प्रतिबंधित करते. जेव्हा बीबीबी औषध पारगम्यता बदलते, तेव्हा रक्तातील औषधाची एकाग्रता शोधणे मेंदूत औषधांच्या एकाग्रतेचे अचूक प्रतिबिंबित करू शकत नाही. मध्यवर्ती मज्जासंस्थेमध्ये औषधाच्या एकाग्रतेसाठी पर्यायी सूचक म्हणून फक्त रक्तातील औषधांच्या एकाग्रतेचा वापर केल्याने अपुरा डोस होऊ शकतो आणि मेंदूच्या ऊतींमध्ये प्रवेश करणार्‍या सीएनएस औषधांमुळे उपचारात्मक दुष्परिणामांमुळे प्राण्यांमध्ये प्रगत तंत्रिका क्रियाकलाप व्यत्यय आणण्याचा धोका आहे. म्हणूनच, मॅक्रो स्तरावर, मेंदूच्या ऊतक होमोजेनायझेशन किंवा सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड एक्सट्रॅक्शन पद्धती प्रामुख्याने मेंदूत फार्माकोकिनेटिक अभ्यासासाठी वापरल्या जातात.

3 औषध विकासामध्ये सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड विश्लेषणाचे महत्त्व

सीएसएफची प्रथिने सामग्री अत्यंत कमी असते आणि त्याची औषध एकाग्रता बहुतेक वेळा सीएनएस मुक्त औषधांसाठी पर्यायी सूचक म्हणून वापरली जाते. तथापि, सीएसएफ अभिसरणांचे ऑपरेशन रक्ताभिसरणापेक्षा खूपच हळू आहे, परिणामी प्राण्यांच्या सीएसएफ सामग्रीचे अपुरी मिसळते. सॅम्पलिंग स्थान/वेळ आणि प्रशासन मार्गावर अवलंबून, सीएसएफमधील औषधांची एकाग्रता मोठ्या प्रमाणात बदलू शकते.कृत्रिम सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड (कृत्रिम सीएसएफ, एसीएसएफ) एक उपाय आहे जो नैसर्गिक सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइडची रचना आणि कार्य अनुकरण करतो आणि विट्रो एडीएमई प्रयोगांमध्ये सीएनएस फार्माकोकिनेटिक डेटाचे अचूक मूल्यांकन करू शकतो. याव्यतिरिक्त, कृत्रिम सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइडचा मेंदू एडेमा आणि विशिष्ट प्रथिनेंवरील त्याच्या प्रभावांचे मूल्यांकन करण्यासाठी देखील वापरला जाऊ शकतो.

4 सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड विश्लेषणाची आव्हाने आणि कृत्रिम रिक्त मॅट्रिक्सची आवश्यकता

1.१ नैसर्गिक सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड मिळविण्यासाठी नैतिक/क्लिनिकल मर्यादा

नैसर्गिक सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड प्राप्त होण्यामुळे अजूनही नैतिक अडथळ्यांचा सामना करावा लागतो. निरोगी व्यक्तींना कमरेसंबंधी पंचर किंवा वेंट्रिक्युलर ड्रेनेजद्वारे सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड प्राप्त करणे आवश्यक आहे, ज्यामुळे आक्रमक प्रक्रियेचा धोका असतो आणि निरोगी स्वयंसेवकांची भरती करणे कठीण होते. कृत्रिम सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड/ वापरणे/नक्कल सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड(कृत्रिम सीएसएफ/नक्कल सीएसएफ)) मेथड ऑप्टिमायझेशनसाठी नैसर्गिक नमुन्यांऐवजी मॅट्रिक्स, नैतिक समस्या टाळणे, मॅट्रिक्स वैशिष्ट्ये (जसे की कमी प्रथिने आणि इलेक्ट्रोलाइट रचना) जतन करताना प्रमाणित विश्लेषण सुनिश्चित करणे.

2.२ महत्त्वपूर्ण वैयक्तिक मतभेदांमुळे मॅट्रिक्स प्रभाव

प्रथिने सामग्रीमधील प्रजाती/वैयक्तिक फरक (15 - 100 मिलीग्राम/डीएल), फॉस्फोलिपिड्स आणि नैसर्गिक सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइडमधील अंतर्जात पदार्थ एलसी - एमएस/एमएस विश्लेषणामध्ये आयन दडपशाही/वर्धित प्रभाव उद्भवू शकतात, विशेषत: कमी एकाग्रतेच्या औषधांच्या परिमाणात्मक अचूकतेवर परिणाम करतात. कृत्रिम सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड/सिम्युलेटेड सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड सानुकूलित करून आणि वेगवेगळ्या प्रजातींचे प्रथिने/लिपिड पातळीचे अनुकरण करून, एलसी - एमएस/एमएस तंत्रज्ञान मानक वक्र कॅलिब्रेशन स्थापित करण्यासाठी आणि आंतर बॅचमधील फरक कमी करण्यासाठी वापरले जाते. मोबाइल फेज (जसे की हिलिक क्रोमॅटोग्राफी) समायोजित करणे किंवा मॅट्रिक्स हस्तक्षेप करणार्‍या घटकांपासून लक्ष्य पदार्थ वेगळे करण्यासाठी धारणा वेळ वाढविणे देखील शक्य आहे.

3.3 रोगाच्या परिस्थितीत विश्लेषणावर नैसर्गिक मॅट्रिक्स घटकांमधील बदलांचा परिणाम

रोग सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुईडमध्ये असामान्य प्रथिने (जसे की कमी होणे आणि ताऊ कमी होणे), रक्त - मेंदू अडथळा गळती उत्पादने (जसे की हिमोग्लोबिन), किंवा दाहक घटक (आयएल - 6) असू शकतात, जे एलसी - एमएस/एमएसच्या आयनीकरण कार्यक्षमतेत किंवा क्रोमॅटोग्राफिक वर्तनमध्ये थेट व्यत्यय आणतात.

5 क्रॉस प्रजाती सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड

5.1 मानवी सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड(मानवी सीएसएफ)

मानवी सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइडसेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइडचे सोन्याचे मानक मॅट्रिक्स आहे, परंतु नैतिक मर्यादा नैसर्गिक नमुन्यांची कमतरता निर्माण करतात; लो प्रोटीन (15 - 45 मिलीग्राम/डीएल), कमी सेल सामग्री, उच्च आवश्यक - संवेदनशीलता एलसी - एमएस/एमएस न्यूरल मार्कर (जसे की ए, टीएयू) शोधणे.

5.2 सिनोमोलगस माकड सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड (माकड सीएसएफ/ एनएचपी सीएसएफ)

सिनोमोलगस माकड सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइडलहान वैयक्तिक भिन्नतेसह मानवांच्या जवळचे मानवी प्राइमेट मॉडेल आहे, पीके/पीडी आणि सुरक्षिततेच्या मूल्यांकनासाठी योग्य आहेपारंपारिक सीएनएस औषधे, आणि बहुतेक सीएनएस औषधांच्या प्रीक्लिनिकल अभ्यासासाठी प्राधान्यीकृत प्रमाणित मॉडेल आहे.

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

रीसस माकड सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइडसायनोमोलगस माकडशी तुलना केली जाते, यात न्यूरोइम्यून प्रतिसादाची मजबूत वैशिष्ट्ये आहेत आणि न्यूरोइन्फ्लेमेटरी संबंधित रोग किंवा रोगप्रतिकारक नियामक औषधांसाठी अधिक योग्य आहे.

5.4 बीगल डॉग सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड (बीगल डॉग सीएसएफ)

बीगल सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइडएक उच्च प्रथिने सहिष्णुता मॉडेल आहे, जे रक्ताचे मूल्यांकन करण्यासाठी योग्य आहे - मेंदूत अडथळा पारगम्यता आणि मॅक्रोमोलिक्युलर ड्रग मेटाबोलिझमचा अभ्यास करणे.

5.5 एसडी उंदीर सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड (उंदीर सीएसएफ)

एसडी रॅट सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइडअ‍ॅडॉप्टिव्ह उच्च - थ्रूपूट स्क्रीनिंग, कमी खर्च आणि सुलभ जनुक सुधारणेसह लहान व्हॉल्यूम सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइडचे आहे, जे न्यूरोडोजेनेरेटिव्ह रोग यंत्रणेच्या अभ्यासामध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरले जाते.

5.6 माउस सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड (माउस सीएसएफ)

माउस सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइडन्यूरो सायन्स संशोधनातील एक महत्त्वाचे प्रायोगिक मॉडेल आहे, विशेषत: जनुक सुधारित रोग मॉडेलमध्ये (जसे की अल्झायमर रोग, पार्किन्सन रोग) आणि मध्यवर्ती मज्जासंस्था (सीएनएस) औषध तपासणीमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरला जातो.

5.7 मिनीपिग सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड (मिनीपिग सीएसएफ)

मिनीपिग सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड ’एस शारीरिक रचना वारंवार सॅम्पलिंग करण्यास अनुमती देते, ज्यामुळे ते दीर्घ - टर्म फार्माकोलॉजिकल अभ्यासासाठी योग्य बनते. तथापि, फॉस्फोलिपिड्सची रचना मानवांपेक्षा लक्षणीय भिन्न आहे आणि पद्धतीची निवड सत्यापित करणे आवश्यक आहे.

5.8 ससा सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड (ससा सीएसएफ)

ससा सीएसएफ न्यूरोसायन्स संशोधन आणि औषध विकासामध्ये सामान्यतः वापरल्या जाणार्‍या प्रयोगात्मक मॉडेल्सपैकी एक आहे, विशेषत: नेत्ररोग औषधे, मध्यवर्ती मज्जासंस्था (सीएनएस) रोग आणि रक्त - मेंदू अडथळा (बीबीबी) पारगम्यता अभ्यास, जिथे त्याचे अनन्य फायदे आहेत.

निष्कर्ष

सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड (सीएसएफ) चे विश्लेषण मध्यवर्ती मज्जासंस्थेमध्ये (सीएनएस) औषध विकासामध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते, ज्यामुळे रक्तातील औषधांच्या प्रवेशाबद्दल गंभीर अंतर्दृष्टी प्रदान होते - मेंदू अडथळा (बीबीबी) आणि मध्यवर्ती मज्जासंस्थेमध्ये फार्माकोकिनेटिक वर्तन. तथापि, नैसर्गिक सीएसएफच्या वापरास महत्त्वपूर्ण आव्हानांचा सामना करावा लागतो, ज्यात नमुना संकलनातील नैतिक अडचणी, इंटर - प्रजाती आणि आंतर - मॅट्रिक्स रचनांमध्ये वैयक्तिक परिवर्तनशीलता आणि रोगाच्या राज्यांमधील बदललेल्या बायोकेमिकल प्रोफाइलचा समावेश आहे. या मर्यादा एसीएसएफ मॅट्रिकची आवश्यकता अधोरेखित करतात, जे नैतिक आणि तांत्रिक अडथळे कमी करताना प्रमाणित आणि पुनरुत्पादक बायोआनालिटिकल अ‍ॅसेज सक्षम करतात.

एलसी - एमएस/एमएस सीएसएफ अभ्यासासाठी एक मुख्य विश्लेषणात्मक साधन म्हणून उदयास आले आहे, कमी सांद्रता येथे औषधे आणि बायोमार्कर्सचे प्रमाण मोजण्यासाठी उच्च संवेदनशीलता आणि विशिष्टता प्रदान करते. तथापि, मॅट्रिक्स प्रभाव - प्रजातींमध्ये प्रथिने, लिपिड आणि इलेक्ट्रोलाइट सामग्रीमधील फरकांद्वारे चालविलेले - नमुना तयार करणे आणि क्रोमॅटोग्राफिक परिस्थितीचे काळजीपूर्वक ऑप्टिमायझेशन आवश्यक आहे. कृत्रिम सीएसएफ मॅट्रिक्स, निरोगी आणि पॅथॉलॉजिकल दोन्ही परिस्थितीची नक्कल करण्यासाठी तयार केलेले (उदा. अल्झायमर रोगातील एलिव्हेटेड टीएयू किंवा ए 42), पद्धतीची विश्वसनीयता वाढवते आणि क्रॉस - प्रजाती तुलना सुलभ करते.

प्राण्यांच्या मॉडेल्समध्ये, सायनोमोलगस माकड सीएसएफ मानवी सीएसएफशी जवळून साम्य आहे आणि सामान्य पीके/पीडी अभ्यासासाठी प्राधान्य दिले जाते, तर रीसस माकड सीएसएफ त्याच्या तीव्र प्रतिरक्षा प्रतिसाद प्रोफाइलमुळे न्यूरोइन्फ्लेमेटरी संशोधनासाठी अधिक उपयुक्त आहे. रॉडेंट मॉडेल्स (उदा. एसडी उंदीर) किंमत - प्रभावी, उच्च - थ्रूपूट स्क्रीनिंग पर्याय ऑफर करतात, तर मिनीपिग सीएसएफ दीर्घ - टर्म अभ्यासामध्ये वारंवार नमुन्यांची परवानगी देते.

शेवटी, प्रजातींचे एकत्रीकरण - प्रगत एलसी - एमएस/एमएस पद्धतींसह विशिष्ट कृत्रिम सीएसएफ मॅट्रिक्स सीएनएस औषध विकासामध्ये गंभीर अडथळ्यांना संबोधित करतात, ज्यामुळे अधिक अचूक, नैतिक आणि भाषांतर करण्यायोग्य पूर्वसूचनात्मक संशोधन सक्षम होते. भविष्यातील प्रगतीमुळे पॅथॉलॉजिकल सीएसएफ मॉडेल्स परिष्कृत करण्यावर आणि क्लिनिकल निकालांचा अधिक चांगल्या प्रकारे अंदाज लावण्यासाठी बायोआनालिटिकल वर्कफ्लो ऑप्टिमाइझ करण्यावर लक्ष केंद्रित केले पाहिजे.

की शब्द: सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड, कृत्रिम सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुईड, कृत्रिम सीएसएफ, सिम्युलेटेड सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड, सिम्युलेटेड सीएसएफ, सीएसएफ नमुना, एलसी - एमएस/एमएस, ह्यूमन सीएसएफ, सायनोमोलगस माकड सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड (सीएसएफ), रीसस माकड सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुईड (सीएसएफ) सीएसएफ, बीगल डॉग सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुईड, बीगल डॉग सीएसएफ, एसडी रॅट सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड, रॅट सीएसएफ, माउस सीएसएफ, मिनीपिग सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड, मिनीपिग सीएसएफ, ससा सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुइड, ससा सीएसएफ, सीएसएफ नमुना, सेरेब्रोस्पाइनल फ्लुईड विश्लेषण

उद्धृत: बॅन वेई - कांग, यांग झी - हाँग. इंट्रासेरेब्रल फार्माकोकिनेटिक्समध्ये संशोधन रणनीती आणि फ्रंटियर तंत्रज्ञान प्रगती. चिनी फार्माकोलॉजिकल बुलेटिन, 2023, 39 (9): 1607 - 1612.