Speċi trasversali Analiżi tal-Fluwidu Ċerebrospinali (Analiżi tas-CSF) u Żvilupp tal-Matriċi Artifiċjali: Soluzzjoni ta 'Bottlenecks Tekniċi ewlenin fil-Bijoanalisi tad-Droga CNS

1 Prodotti Iphase

2 Funzjonijiet fiżjoloġiċi ta 'fluwidu ċerebrospinali: bijoanalisi ta' drogi tal-moħħ

Il-moħħ huwa maqsum f'erba 'partijiet, inklużi t-telencephalon, id-diencephalon, iċ-ċerebellum u l-moħħ. Il-kavitajiet f'diversi partijiet tal-moħħ huma msejħa ventrikoli, li huma mimlijaFluwidu ċerebrospinali (CSF)- Il-fluwidu ċerebrospinali huwa prinċipalment involut fid-distribuzzjoni u l-metaboliżmu tad-drogi fil-moħħ u fis-sistema nervuża ċentrali (CNS).

Il-farmakodinamiċità tistudja l-bidliet dinamiċi tal-assorbiment tal-mediċina, id-distribuzzjoni, il-metaboliżmu, u l-eskrezzjoni fil-ġisem permezz ta 'analiżi kwantitattiva, li tirrifletti l-proċess tar-rimi tal-ġisem tal-mediċini, b'enfasi fuq il-monitoraġġ tal-konċentrazzjoni tal-mediċina tad-demm. Id-demm - barriera tal-moħħ (BBB) ​​hija interface ta 'skambju dinamiku b'permeabilità selettiva, li tillimita d-distribuzzjoni ta' sustanzi ta 'ħsara u drogi fil-moħħ filwaqt li tillimita wkoll id-dħul tagħhom mid-demm fil-parenċima tal-moħħ. Meta l-BBB ibiddel il-permeabilità tal-mediċina, l-iskoperta tal-konċentrazzjoni tal-mediċina tad-demm tista 'ma tirriflettix b'mod preċiż il-konċentrazzjoni tal-mediċina fil-moħħ. Sempliċement l-użu ta 'konċentrazzjoni ta' mediċina tad-demm bħala indikatur sostitut għall-konċentrazzjoni tad-droga fis-sistema nervuża ċentrali jista 'jwassal għal doża insuffiċjenti, u hemm riskju li tfixkel attività newrali avvanzata f'annimali minħabba effetti sekondarji terapewtiċi kkawżati minn mediċini mhux - CNS li jidħlu fit-tessut tal-moħħ. Għalhekk, fil-livell makro, omoġenizzazzjoni tat-tessut tal-moħħ jew metodi ta 'estrazzjoni ta' fluwidu ċerebrospinali huma prinċipalment użati għal studji farmakokinetiċi fil-moħħ.

3 Is-sinifikat tal-analiżi tal-fluwidu ċerebrospinali fl-iżvilupp tad-droga

Il-kontenut ta 'proteina ta' CSF huwa estremament baxx, u l-konċentrazzjoni tal-mediċina tagħha ħafna drabi tintuża bħala indikatur sostitut għal mediċini ħielsa mis-CNS. Madankollu, it-tħaddim taċ-ċirkolazzjoni tas-CSF huwa ferm aktar bil-mod minn dik taċ-ċirkolazzjoni tad-demm, li tirriżulta f'taħlita insuffiċjenti tal-kontenut tas-CSF tal-annimali. Jiddependi fuq il-post / ħin tal-kampjunar u r-rotta tal-għoti, il-konċentrazzjoni tal-mediċina fis-CSF tista 'tvarja ħafna.Fluwidu ċerebrospinali artifiċjali (CSF artifiċjali, ACSF) hija soluzzjoni li tissimula l-kompożizzjoni u l-funzjoni ta 'fluwidu ċerebrospinali naturali, u tista' tevalwa b'mod preċiż id-dejta farmakokinetika CNS f'esperimenti in vitro ADME. Barra minn hekk, fluwidu ċerebrospinali artifiċjali jista 'jintuża wkoll biex jevalwa l-effetti tiegħu fuq edema tal-moħħ u proteini speċifiċi.

4 L-isfidi tal-analiżi tal-fluwidu ċerebrospinali u l-ħtieġa ta 'matriċi vojta artifiċjali

4.1 Limitazzjonijiet etiċi / kliniċi għall-kisba ta 'fluwidu ċerebrospinali naturali

Il-kisba ta 'fluwidu ċerebrospinali naturali għadu qed jiffaċċja konġestjonijiet etiċi. Individwi b'saħħithom jeħtieġu li jiksbu fluwidu ċerebrospinali permezz ta 'titqib tal-ġenbejn jew drenaġġ ventrikulari, li joħloq riskji ta' proċeduri invażivi u jagħmilha diffiċli li jiġu reklutati voluntiera b'saħħithom. Uża fluwidu ċerebrospinali artifiċjali /Fluwidu ċerebrospinali simulat(CSF artifiċjali /CSF simulat)) matriċi minflok kampjuni naturali għall-ottimizzazzjoni tal-metodu, tevita kwistjonijiet etiċi, li tiżgura analiżi standardizzata filwaqt li tippreserva l-karatteristiċi tal-matriċi (bħal proteina baxxa u kompożizzjoni tal-elettroliti).

4.2 Effetti tal-matriċi kkawżati minn differenzi individwali sinifikanti

L-ispeċi / differenzi individwali fil-kontenut ta 'proteina (15 - 100 mg / dL), fosfolipidi, u sustanzi endoġeni fil-fluwidu ċerebrospinali naturali jistgħu jikkawżaw soppressjoni tal-joni / effetti ta' titjib fl-analiżi LC - MS / MS, speċjalment li jaffettwaw l-eżattezza kwantitattiva ta 'mediċini ta' konċentrazzjoni baxxa. Billi tippersonalizza fluwidu ċerebrospinali artifiċjali / fluwidu ċerebrospinali simulat u jissimula l-livelli ta 'proteina / lipidi ta' speċi differenti, it-teknoloġija LC - MS / MS tintuża biex tistabbilixxi kalibrazzjoni standard tal-kurva u tnaqqas id-differenzi bejn il-lott. Huwa possibbli wkoll li tiġi aġġustata l-fażi mobbli (bħal kromatografija hilic) jew testendi l-ħin ta 'żamma biex tissepara sustanzi fil-mira minn komponenti li jinterferixxu matriċi.

4.3 L-impatt tal-bidliet fil-komponenti tal-matriċi naturali fuq analiżi taħt kondizzjonijiet tal-marda

Il-fluwidu ċerebrospinali tal-marda jista 'jkun fih proteini anormali (bħal tnaqqis ta' aβand tau), demm - prodotti ta 'tnixxija ta' barriera fil-moħħ (bħal emoglobina), jew fatturi infjammatorji (IL - 6), li jinterferixxu direttament mal-effiċjenza ta 'jonizzazzjoni jew imġieba kromatografika ta' LC - MS / MS.

5 Speċi trasversali fluwidu ċerebrospinali

5.1 Fluwidu ċerebrospinali tal-bniedem(CSF uman)

Fluwidu ċerebrospinali tal-bniedemIl-matriċi standard tad-deheb tal-fluwidu ċerebrospinali hija, iżda l-limitazzjonijiet etiċi jwasslu għal skarsezza ta 'kampjuni naturali; Proteina baxxa (15 - 45 mg / dL), kontenut baxx ta 'ċelluli, li jeħtieġu - sensittività LC - MS / MS Sejbien ta' markaturi newrali (bħal Aβ, TAU).

5.2 Fluwidu ċerebrospinali Cynomolgus Monkey (Monkey CSF / NHP CSF)

Cynomolgus Monkey Fluwidu ċerebrospinaliIl-mudell primat mhux - uman huwa l-eqreb tal-bnedmin, b'differenzi individwali żgħar, huwa adattat għal PK / PD u evalwazzjoni tas-sigurtà ta 'Drogi CNS konvenzjonali, u huwa l-mudell standardizzat preferut għal studji prekliniċi tal-biċċa l-kbira tal-mediċini CNS.

5.3 Rhesus Monkey Cerebrospinal Fluid (Monkey CSF / NHP CSF)

Rhesus Monkey Fluwidu ċerebrospinalihuwa mqabbel ma 'Cynomolgus Monkey, għandu karatteristiċi ta' rispons neuroimmuni aktar b'saħħithom u huwa aktar adattat għal mard relatat neuroinflamatorju jew mediċini regolatorji immuni.

5.4 Beagle Dog Cerebrospinali Fluwidu (Beagle Dog CSF)

Beagle Fluwidu Ċerebrospinalihuwa mudell ta 'tolleranza ta' proteina għolja, li huwa adattat għall-evalwazzjoni tad-demm - il-permeabilità tal-barriera tal-moħħ u l-istudju tal-metaboliżmu makromolekulari tal-mediċina.

5.5 Fluwidu ċerebrospinali tal-far SD (Rat CSF)

Fluwidu ċerebrospinali tal-far SDJappartjeni għal fluwidu ċerebrospinali tal-volum żgħir, bi skrining tal-fluss ta 'l-għoli, bi prezz baxx u modifika tal-ġeni faċli, li huwa użat ħafna fl-istudju ta' mekkaniżmi ta 'mard newrodeġenerattiv.

5.6 Fluwidu ċerebrospinali tal-ġurdien (Mouse CSF)

Fluwidu ċerebrospinali tal-ġurdienHuwa mudell sperimentali importanti fir-riċerka tan-newroxjenza, speċjalment użat ħafna fil-mudelli ta 'mard modifikat tal-ġeni (bħall-marda ta' Alzheimer, il-marda ta 'Parkinson) u l-iskrining tal-mediċina tas-sistema nervuża ċentrali (CNS).

5.7 Minipig fluwidu ċerebrospinali (Minipig CSF)

Minipig fluwidu ċerebrospinali ”S Struttura anatomika tippermetti kampjunar ripetut, li tagħmilha adattata għal studji farmakoloġiċi fit-tul. Madankollu, il-kompożizzjoni tal-fosfolipidi tvarja b'mod sinifikanti minn dik tal-bnedmin, u s-selettività tal-metodu teħtieġ li tiġi vverifikata.

5.8 Fluwidu ċerebrospinali tal-fenek (Fenek CSF)

Fenek CSF huwa wieħed mill-mudelli sperimentali użati b'mod komuni fir-riċerka tan-newroxjenza u l-iżvilupp tad-droga, speċjalment fil-mediċini oftalmiċi, mard tas-sistema nervuża ċentrali (CNS), u studji ta 'permeabilità tal-barriera tal-moħħ (BBB) ​​tad-demm, fejn għandu vantaġġi uniċi.

Konklużjoni

L-analiżi tal-fluwidu ċerebrospinali (CSF) għandha rwol ewlieni fl-iżvilupp tad-droga tas-sistema nervuża ċentrali (CNS), li tipprovdi għarfien kritiku fil-penetrazzjoni tad-droga madwar id-demm - barriera tal-moħħ (BBB) ​​u mġieba farmakokinetika fis-sistema nervuża ċentrali. Madankollu, l-użu ta 'CSF naturali jiffaċċja sfidi sinifikanti, inklużi restrizzjonijiet etiċi fil-ġbir tal-kampjuni, speċi interni u varjabbiltà inter-individwali fil-kompożizzjoni tal-matriċi, u profili bijokimiċi mibdula fl-istati tal-mard. Dawn il-limitazzjonijiet jissottolinjaw il-ħtieġa għal matriċi ACSF, li jippermettu testijiet bijoanalitiċi standardizzati u riproduċibbli filwaqt li jtaffu l-ostakli etiċi u tekniċi.

LC - MS / MS ħareġ bħala għodda analitika ewlenija għal studji tas-CSF, li toffri sensittività għolja u speċifiċità għall-kwantifikazzjoni tad-drogi u l-bijomarkaturi f'konċentrazzjonijiet baxxi. Madankollu, l-effetti tal-matriċi - immexxija minn differenzi fil-kontenut ta 'proteini, lipidi u elettroliti bejn l-ispeċi - jirrakkomandaw ottimizzazzjoni bir-reqqa tal-preparazzjoni tal-kampjun u l-kundizzjonijiet kromatografiċi. Matriċi artifiċjali tas-CSF, imfassla biex jimitaw kemm kundizzjonijiet b'saħħithom kif ukoll patoloġiċi (per eżempju, tau elevati jew Aβ42 fil-marda ta 'Alzheimer), itejbu l-affidabbiltà tal-metodu u jiffaċilitaw il-paraguni tal-ispeċi.

Fost il-mudelli ta 'annimali, Cynomolgus Monkey CSF jixbah mill-qrib is-CSF uman u huwa preferut għal studji ġenerali PK / PD, filwaqt li Rhesus Monkey CSF huwa adattat aħjar għar-riċerka neuroinflammatorja minħabba l-profil ta' rispons immunitarju akbar tiegħu. Mudelli tal-gerriema (per eżempju, firien SD) joffru spiża - effettivi, għoljin - għażliet ta 'skrining tal-fluss, filwaqt li Minipig CSF jippermetti kampjunar ripetut fi studji fit-tul - fit-tul.

Bħala konklużjoni, l-integrazzjoni ta 'l-ispeċi - matriċi CSF artifiċjali speċifiċi b'metodoloġiji avvanzati ta' LC - MS / MS jindirizzaw konġestjonijiet kritiċi fl-iżvilupp tad-droga CNS, li jippermettu riċerka prekliniċi aktar preċiża, etika u traduttiva. L-avvanzi futuri għandhom jiffokaw fuq ir-raffinar ta 'mudelli patoloġiċi tas-CSF u l-ottimizzazzjoni tal-flussi tax-xogħol bijoanalitiċi biex ibassru aħjar ir-riżultati kliniċi.

Kliem Ewlenin: Fluwidu ċerebrospinali, fluwidu ċerebrospinali artifiċjali, CSF artifiċjali, fluwidu ċerebrospinali simulat, CSF simulat, kampjun CSF, LC - MS / MS, CSF uman, Cynomolgus Monkey Cerebrospinal Fluid (CSF), Rhesus Monkey Cerebrospinal Fluid (CSF), Monke Fluwidu ċerebrospinali, Beagle Dog CSF, SD Rat Fluwidu Ċerebrospinali, Rat CSF, Mouse CSF, Minipig Cerebrospinal Fluid, Minipig CSF, Fluwidu Ċerebrospinali tal-Fenek, CSF tal-Fenek, Kampjun CSF, Analiżi tal-Fluwidu Ċerebrospinali

Iċċita: Ban Wei - Kang, Yang Zhi - Hong. Strateġiji ta 'Riċerka u Teknoloġija ta' Frontier Avvanzi fil-Farmakokinetika Intraċerebrali. Bulettin Farmakoloġiku Ċiniż, 2023, 39 (9): 1607 - 1612.