Çapraz Türler Sereb omurilik sıvısı analizi (CSF analizi) ve yapay matris gelişimi: CNS ilaç biyoanalizinde anahtar teknik darboğazların çözülmesi

1 iPhase Ürünleri

2 Sereb omurilik sıvısının fizyolojik fonksiyonları: beyin ilaçlarının biyoanaliz

Beyin, telensefalon, diensephalon, beyincik ve beyin sapı dahil dört bölüme ayrılır. Beynin çeşitli bölgelerindeki boşluklara,beyin omurilik sıvısı (CSF). Beyin omurilik sıvısı esas olarak beyin ve merkezi sinir sistemindeki (CNS) ilaçların dağılımına ve metabolizmasında rol oynar.

Farmakodinamik, kan ilacı konsantrasyonunu izlemeye odaklanarak, vücudun ilaçların imha sürecini yansıtan, nicel analiz yoluyla vücuttaki ilaç emilimi, dağılım, metabolizma ve atılımdaki dinamik değişiklikleri inceler. Kan - Beyin Bariyeri (BBB), kan dolaşımından beyin parankimine girişlerini kısıtlarken, beyindeki zararlı maddelerin ve ilaçların dağılımını sınırlayan seçici geçirgenliğe sahip dinamik bir değişim arayüzüdür. BBB ilaç geçirgenliğini değiştirdiğinde, kan ilacı konsantrasyonunun tespit edilmesi beyindeki ilaç konsantrasyonunu doğru bir şekilde yansıtmayabilir. Merkezi sinir sisteminde ilaç konsantrasyonu için yedek bir gösterge olarak kan ilacı konsantrasyonunu kullanmak yetersiz dozaja yol açabilir ve beyin dokusuna giren CNS olmayan ilaçların neden olduğu terapötik yan etkiler nedeniyle hayvanlarda ileri nöral aktiviteyi bozma riski vardır. Bu nedenle, makro seviyesinde, beyin dokusu homojenleşmesi veya beyin omurilik sıvısı ekstraksiyon yöntemleri esas olarak beyindeki farmakokinetik çalışmalar için kullanılır.

3 Sereb omurilik sıvısı analizinin ilaç gelişiminde önemi

CSF'nin protein içeriği son derece düşüktür ve ilaç konsantrasyonu genellikle CNS içermeyen ilaçlar için bir yedek gösterge olarak kullanılır. Bununla birlikte, CSF dolaşımının çalışması, kan dolaşımından çok daha yavaştır, bu da hayvan BOS içeriğinin yetersiz karıştırılmasına neden olur. Örnekleme konumuna/zaman ve uygulama yoluna bağlı olarak, BOS'taki ilaç konsantrasyonu büyük ölçüde değişebilir.Yapay beyin omurilik sıvısı (yapay csf, ACSF), doğal beyin omurilik sıvısının bileşimini ve işlevini simüle eden ve in vitro ADME deneylerinde CNS farmakokinetik verilerini doğru bir şekilde değerlendirebilen bir çözümdür. Ek olarak, yapay beyin omurilik sıvısı, beyin ödemi ve spesifik proteinler üzerindeki etkilerini değerlendirmek için de kullanılabilir.

4 Beyin omurilik sıvısı analizinin zorlukları ve yapay boş matrisin gerekliliği

4.1 Doğal beyin omurilik sıvısının elde edilmesi için etik/klinik sınırlamalar

Doğal beyin omurilik sıvısının elde edilmesi hala etik darboğazlarla karşı karşıyadır. Sağlıklı bireylerin, invaziv prosedür riskleri oluşturan ve sağlıklı gönüllülerin işe alınmasını zorlaştıran lomber ponksiyon veya ventriküler drenaj yoluyla beyin omurilik sıvısı elde etmeleri gerekir. Yapay beyin omurilik sıvısı kullanma/simüle edilmiş beyin omurilik sıvısı(Yapay CSF/simüle edilmiş CSF)) Matrix Metod optimizasyonu için doğal numuneler yerine, etik sorunlardan kaçınma, matris özelliklerini (düşük protein ve elektrolit bileşimi gibi) korurken standart analiz sağlama.

4.2 Önemli bireysel farklılıklardan kaynaklanan matris etkileri

Doğal beyin omurilik sıvısındaki protein içeriğindeki (15 - 100 mg/dL), fosfolipidler ve endojen maddelerdeki türler/bireysel farklılıklar, özellikle düşük konsantrasyonlu ilaçların kantitatif doğruluğunu etkileyen LC - MS/MS analizinde iyon baskılama/geliştirme etkilerine neden olabilir. Yapay beyin omurilik sıvısı/simüle edilmiş beyin omurilik sıvısını özelleştirerek ve farklı türlerin protein/lipit seviyelerini simüle ederek, LC - MS/MS teknolojisi, standart eğri kalibrasyonunu oluşturmak ve toplu farklılıkları azaltmak için kullanılır. Mobil fazı (hilik kromatografi gibi) ayarlamak veya hedef maddeleri matris müdahale eden bileşenlerden ayırmak için tutma süresini uzatmak da mümkündür.

4.3 Doğal matris bileşenlerindeki değişikliklerin hastalık koşulları altında analiz üzerindeki etkisi

Hastalık beyin omurilik sıvısı, anormal proteinler (azaltılmış Ap ve artan tau gibi), kan - beyin bariyeri sızıntısı ürünleri (hemoglobin gibi) veya LC - MS/MS'nin iyonizasyon etkinliği veya kromatografik davranışına doğrudan müdahale eden enflamatuar faktörler (IL - 6) içerebilir.

5 Çapraz Tür Beyin omurilik sıvısı

5.1 İnsan Sereb omurilik sıvısı(İnsan CSF)

İnsan beyin omurilik sıvısıbeyin omurilik sıvısının altın standart matrisidir, ancak etik sınırlamalar doğal örneklerin kıtlığına yol açar; Düşük protein (15 - 45 mg/dl), düşük hücre içeriği, yüksek - hassasiyet LC - MS/MS tespiti gerektirir (Ap, Tau gibi).

5.2 Cynomolgus maymun beyin omurilik sıvısı (Maymun CSF/ NHP CSF)

Cynomolgus maymun beyin omurilik sıvısıküçük bireysel farklılıklara sahip insanlara en yakın insan primat modeli PK/PD ve güvenlik değerlendirmesi için uygundur.geleneksel CNS ilaçlarıve çoğu CNS ilacının klinik öncesi çalışmaları için tercih edilen standart modeldir.

5.3 Rhesus Maymun Serebospinal Sıvı (Maymun CSF/ NHP CSF)

Rhesus maymun beyin omurilik sıvısısinomolgus maymunu ile karşılaştırılır, daha güçlü nöroimmün tepki özelliklerine sahiptir ve nöroinflamatuar ilişkili hastalıklar veya bağışıklık düzenleyici ilaçlar için daha uygundur.

5.4 Beagle Dog Sereb omurilik sıvısı (Beagle Dog CSF)

Beagle Sereb omurilik sıvısıkan - beyin bariyeri geçirgenliğini değerlendirmek ve makromoleküler ilaç metabolizmasını incelemek için uygun olan yüksek bir protein tolerans modelidir.

5.5 SD Sıçan Sereb omurilik sıvısı (Sıçan CSF)

SD sıçan beyin omurilik sıvısıNörodejeneratif hastalık mekanizmalarının çalışmasında yaygın olarak kullanılan adaptif yüksek - verim taraması, düşük maliyet ve kolay gen modifikasyonu ile küçük hacimli beyin omurilik sıvısına aittir.

5.6 fare beyin omurilik sıvısı (Fare CSF)

Fare beyin omurilik sıvısıNörobilim araştırmalarında, özellikle gen değiştirilmiş hastalık modellerinde (Alzheimer hastalığı, Parkinson hastalığı gibi) ve merkezi sinir sistemi (CNS) ilaç taramasında yaygın olarak kullanılan önemli bir deneysel modeldir.

5.7 minipig beyin omurilik sıvısı (Minipig CSF)

Minipig beyin omurilik sıvısı 'S anatomik yapı, tekrarlanan örneklemeye izin verir, bu da uzun süreli farmakolojik çalışmalar için uygun hale getirir. Bununla birlikte, fosfolipit bileşimi insanlarınkinden önemli ölçüde farklıdır ve yöntemin seçiciliğinin doğrulanması gerekir.

5.8 Tavşan Sereb omurilik sıvısı (Tavşan CSF)

Tavşan CSF özellikle oftalmik ilaçlar, merkezi sinir sistemi (CNS) hastalıkları ve kan - beyin bariyeri (BBB) ​​geçirgenlik çalışmalarında, benzersiz avantajlara sahip olan sinirbilim araştırması ve ilaç geliştirmede yaygın olarak kullanılan deneysel modellerden biridir.

Çözüm

Beyin omurilik sıvısının (BOS) analizi, merkezi sinir sisteminde (CNS) ilaç gelişiminde çok önemli bir rol oynar ve merkezi sinir sisteminde kan - beyin bariyeri (BBB) ​​ve farmakokinetik davranış boyunca ilaç penetrasyonuna ilişkin kritik bilgiler sağlar. Bununla birlikte, doğal BOS'un kullanımı, örnek toplama, inter - türler ve matris bileşiminde bireysel değişkenlik ve hastalık durumlarındaki biyokimyasal profilleri değiştiren bireysel değişkenlik dahil olmak üzere önemli zorluklarla karşı karşıyadır. Bu sınırlamalar, etik ve teknik engelleri hafifletirken standartlaştırılmış ve tekrarlanabilir biyoanalitik analizleri sağlayan ACSF matrislerinin gerekliliğini vurgulamaktadır.

LC - MS/MS, düşük konsantrasyonlarda ilaç ve biyobelirteçleri ölçmek için yüksek hassasiyet ve özgüllük sunan CSF çalışmaları için önemli bir analitik araç olarak ortaya çıkmıştır. Bununla birlikte, matris etkileri - türler arasındaki protein, lipit ve elektrolit içeriğindeki farklılıklardan kaynaklanır - numune hazırlama ve kromatografik koşulların dikkatli optimizasyonunu gerektirir. Hem sağlıklı hem de patolojik koşulları taklit etmek için tasarlanmış yapay CSF matrisleri (örn. Alzheimer hastalığında yüksek tau veya Ap42), yöntem güvenilirliğini arttırır ve çapraz - tür karşılaştırmalarını kolaylaştırır.

Hayvan modelleri arasında, Cynomolgus maymun CSF, insan BOS'una çok benzemektedir ve genel PK/PD çalışmaları için tercih edilirken, Rhesus maymun BOS, artan bağışıklık tepki profili nedeniyle nöroinflamatuar araştırmalar için daha uygundur. Kemirgen modelleri (örn. SD sıçanları) maliyet - etkili, yüksek - verim tarama seçenekleri sunarken, Minipig BF uzun süreli çalışmalarda tekrarlanan örneklemeye izin verir.

Sonuç olarak, türlerin - spesifik yapay CSF matrislerinin gelişmiş LC - MS/MS metodolojileri ile entegrasyonu, CNS ilaç gelişiminde kritik darboğazları ele alır ve daha doğru, etik ve çevrilebilir klinik öncesi araştırmalar sağlar. Gelecekteki gelişmeler, klinik sonuçları daha iyi tahmin etmek için patolojik BOS modellerini iyileştirmeye ve biyoanalitik iş akışlarını optimize etmeye odaklanmalıdır.

Anahtar Kelimeler: Bereb omurilik sıvısı, yapay beyin omurilik sıvısı, yapay BOS, simüle edilmiş beyin omurilik sıvısı, simüle edilmiş BOS, CSF örneği, LC - MS/MS, insan CSF, Cynomolgus maymun beyin omurilik sıvısı (CSF), CSF), Monkerhinal Sıfır, CSERBinal sıvı (rhesus maymun serebinal akışkan, cspinal akışkan, cspinal akışkan, cspinal akışkan, cspin CSF, Beagle Köpek Sereb omurilik sıvısı, Beagle Köpek CSF, SD Sıçan Serebospinal sıvı, Sıçan CSF, Fare CSF, Minipig Serebrospinal Sıvı, Minipig CSF, Tavşan Sereb omurilik Sıvısı, Tavşan CSF, CSF örneği, Serebosinal sıvı analizi

Alıntı: Ban Wei - Kang, Yang Zhi - Hong. Araştırma stratejileri ve sınır teknolojisi intraserebral farmakokinetiklerde ilerler. Çin Farmakolojik Bülten, 2023, 39 (9): 1607 - 1612.