البكتيرية التصوير Bioluminescent
نوفمبر 4, 2012
توضح هذه المقالة إدارة لوكس الموسومة البكتيريا على الفئران واللاحقة في الجسم الحي التحليل باستخدام التصوير تلألؤ بيولوجي IVIS.
يصف هذا الفيديو استخدام التصوير bioluminescent للجسم بالكامل لدراسة انتقال البكتيريا في الفئران الحية، مع التركيز على الكشف عن النمو البكتيري داخل الطعوم الورمية xenografts؛ حيث تمثل البكتيريا فئة جذابة من النواقل لعلاج السرطان، لامتلاكها قدرة طبيعية على النمو بشكل تفضيلي داخل الأورام بعد الإعطاء عن طريق الوريد، سواء نمت خارج الخلايا الورمية أو بداخلها. وتسهل السلالات البكتيرية المعدلة هندسياً للتعبير عن كاسيت جين lux عملية الكشف عن البكتيريا والأورام في آن واحد. وتعد قيمة المراقبة الطولية غير الباضعة للسلالات البكتيرية in vivo مقبولة جيداً، حيث تساهم في تقليل استخدام الحيوانات وتوليد بيانات أكثر صلة إحصائياً مقارنة بالمقايسات النهائية.
تتضمن هذه العملية تحفيز تكوين أورام تحت الجلد في الفئران. تُترك الأورام لتنمو ويتم مراقبتها بمرور الوقت. يتم إعطاء البكتيريا وتخضع الفئران للتصوير بالتلألؤ البيولوجي في نقاط زمنية محددة للتجارب الموصوفة هنا.
يتم تحفيز نمو أورام تحت الجلد في فئران ذات خلفية مناعية كفؤة أو ناقصة التيموس. وبناءً على اختيار الطعم الغريب، تُزرع بكتيريا من نوع Lux من الأنواع المطلوبة مثل e coli في مزارع ليلية. تُغسل الخلايا البكتيرية ثم تُعلق من جديد بالتركيز المطلوب للإعطاء عن طريق الوريد.
10⁶. يتم استخدام الخلايا البكتيرية في حجم حقن يبلغ 100 µL بشكل روتيني. ويتم تحضير الفئران التي تحمل أوراماً تحت الجلد، والتي يبلغ حجمها روتينياً 100 mm³، للعلاج.
باستخدام إبرة حقن عيار 29، يتم حقن المعلق البكتيري في الوريد الذيل الجانبي. وتتكاثر البكتيريا تفضيلياً داخل الكتلة الورمية بمرور الوقت. وتستمر البكتيريا داخل الورم في التكاثر لعدة أسابيع، ويمكن اكتشافها بواسطة تصوير IVUS بين اليوم الثالث والسادس.
بعد الإعطاء، وفيما يخص التصوير بالتلألؤ البيولوجي، يتم وضع الفئران الحية والمخدرة داخل غرفة ivus عند درجة حرارة 37 درجة. وإذا رغب المستخدم، يمكن تصوير عدة فئران في وقت واحد. يتم جمع الصور الفوتوغرافية وصور الضوء التلألؤي باستخدام كاميرا CCD مبردة وفقاً لإعدادات البرنامج المطلوبة.
بناءً على جهاز التصوير المستخدم، يمكن إجراء تحليل ثنائي أو ثلاثي الأبعاد. يتم تحقيق علاقة قوية وخطية بين أعداد البكتيريا داخل الورم ومستويات الضوء المنبعث، مما يسمح بتقدير موثوق لأعداد البكتيريا في الجسم الحي. كما يمكن الكشف عن البكتيريا التي تعبر عن LX من أعماق الجسم.
تم تصور البكتيريا المتعايشة التي تستعمر الأمعاء والتي تعبر عن نظام Lux لعدة أسابيع. كما تم إثبات فائدة التصوير بالتلألؤ البيولوجي لتحليل البكتيريا التي تعبر عن نظام lux داخل حيوانات التجارب بعد إعطائها عن طريق الغسيل المعوي (cavage).
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
نظرة عامة
تصف هذه المقالة استخدام التصوير بالتلألؤ البيولوجي للجسم كاملاً لدراسة انتقال البكتيريا في الفئران الحية. وينصب التركيز على الكشف عن النمو البكتيري داخل الطعوم الورمية الغريبة، مما يسلط الضوء على إمكانية استخدام البكتيريا كناقلات للعلاج السرطاني.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- علم الأعصاب
- علم الأحياء
- علاج السرطان
خلفية علمية
- يمكن للبكتيريا أن تنمو بشكل تفضيلي داخل الأورام، مما يجعلها جذابة لعلاج السرطان.
- تسمح السلالات البكتيرية المهندسة التي تعبر عن جين lux بالمراقبة غير الجراحية.
- يقلل التصوير الطولي من عدد الحيوانات المستخدمة ويوفر بيانات ذات صلة إحصائياً.
- يتم تحفيز تكوين أورام تحت جلدية في الفئران لأغراض الدراسة.
الغرض من الدراسة
- لتحليل انتقال البكتيريا في الفئران الحية باستخدام التصوير بالتلألؤ البيولوجي.
- لمراقبة النمو البكتيري داخل الطعوم الورمية الغريبة بمرور الوقت.
- لإثبات فائدة البكتيريا كناقلات علاجية.
الطرق المستخدمة
- تحفيز تكوين أورام تحت الجلد في الفئران.
- إعطاء بكتيريا موسومة بـ lux.
- التصوير بالتلألؤ البيولوجي في نقاط زمنية محددة.
- المراقبة الطولية للسلالات البكتيرية داخل الجسم الحي.
النتائج الرئيسية
- الكشف الناجح عن النمو البكتيري داخل الأورام.
- إثبات فعالية تقنية تصوير غير جراحية لتتبع البكتيريا.
- تقديم رؤى حول سلوك البكتيريا في بيئات الأورام.
- التحقق من صحة استخدام البكتيريا المهندسة وراثياً في علاج السرطان.
الاستنتاجات
- يمكن للبكتيريا أن تعمل كناقلات فعالة لعلاج السرطان.
- يُعد التصوير بالتلألؤ البيولوجي أداة قيمة للدراسات داخل الجسم الحي.
- تدعم هذه الدراسة إمكانات البكتيريا في التطبيقات العلاجية.
الأسئلة الأكثر شيوعاً
الأهمية الصناعية التنفيذية
يتيح التصوير البكتيري المضيئي حيوياً تتبع حركة البكتيريا في الجسم الحي في الوقت الفعلي وبطريقة غير باضعة، مما يدعم التقييم قبل السريري للنواقل البكتيرية المستخدمة في علاج السرطان. ويقلل هذا النهج من استخدام الحيوانات مع توفير بيانات كمية طولية حول استهداف الورم واستمرارية البكتيريا. كما تعزز هذه الطريقة الثقة التنبؤية في تطوير النواقل العلاجية في مراحلها المبكرة من خلال تصور الديناميكيات المكانية والزمانية لتمركز البكتيريا داخل الأورام.
التطبيقات الاستراتيجية في أبحاث وتطوير الأدوية الحيوية
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- القيمة العلمية: تتيح استقصاء الميل البكتيري للأورام والنمو التفضيلي ضمن نماذج الطعوم الغريبة.
- القيمة التشغيلية: تدعم التحقق الوظيفي من السلالات البكتيرية المعدلة هندسياً كناقلات علاجية من خلال المراقبة الطولية.
- القيمة التنبؤية: تسهل الحد من المخاطر الآلية عن طريق ربط كثافة الإشارة البكتيرية بعبء الورم الداخلي بمرور الوقت.
الفحص وتطوير المقايسة
- القيمة العلمية: توفر قراءة كمية ومعيارية لتقييم توصيل البكتيريا وتكاثرها في الأنسجة الورمية.
- القيمة التشغيلية: تتيح سير عمل تصويري عالي الإنتاجية وغير نهائي يتوافق مع المنصات القائمة على نظام IVIS.
- جاهزية المقايسة: تولد علاقات خطية بين الإشارة وعدد البكتيريا لضمان كمية موثوقة في الجسم الحي (in vivo).
الأبحاث الترجمية والما قبل سريرية
- القيمة العلمية: يبرهن على الفائدة عبر أنواع بكتيرية مختلفة وأنواع من الطعوم الورمية الغريبة، مما يدعم إمكانية التطبيق الواسعة في علم الأورام.
- القيمة التشغيلية: يسمح بتصوير البكتيريا المتعايشة في الجهاز الهضمي بعد الإعطاء، مما يوسع نطاق الاستخدام ليشمل دراسات الميكروبيوم.
- الاستمرارية الانتقالية: يدعم قرارات التقدم المعدلة حسب المخاطر من خلال تتبع استمرارية البكتيريا وتمركز الورم على مدى عدة أسابيع.
تكامل مسار العمل والتدفق الإجرائي
تتكامل هذه الطريقة ضمن سلسلة عمليات الاكتشاف، بدءاً من الفرز الأولي للنواقل وصولاً إلى التحقق قبل السريري، مما يتيح دورات تكرارية من التصميم والبناء والاختبار للعلاجات البكتيرية.
- بيولوجيا الاكتشاف: يدعم اختبار الفرضيات المتعلقة بآليات استهداف البكتيريا للأورام عبر قراءات التصوير المكاني والزماني.
- الفحص: يوفر مخرجات تلألؤ بيولوجي كمية وقابلة للتكرار لمقارنة السلالات البكتيرية أو أنظمة الجرعات.
- التحليلات: يولد ارتباطات خطية بين التلألؤ والعدد البكتيري، مما يتيح المقارنة الإحصائية للظروف التجريبية.
- البحث الانتقالي: يربط التوصيف الأولي للناقل بالتحقق قبل السريري من خلال المراقبة الطولية للأورام.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: يؤسس منصة تصوير قابلة لإعادة الاستخدام لتقييم النواقل البكتيرية المتنوعة عبر برامج أورام الأمراض المعدية.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: يقلل من الغموض الميكانيكي في سلوك الناقلات البكتيرية من خلال التتبع المباشر في الجسم الحي.
- القيمة التشغيلية: يوحد معايير المراقبة الطولية، مما يقلل من التباين وأحجام المجموعات الحيوانية.
- القيمة الاستراتيجية: يحسن قرارات المضي قدماً أو التوقف من خلال توفير بيانات تنبؤية مبكرة حول تموضع الناقل في الورم واستمراريته.
- تأثير المحفظة: يتيح تحديد أولويات المرشحين للعلاجات البكتيرية وفقاً للمخاطر بناءً على بيانات كمية لعمليات الانتقال.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في استزراع البكتيريا، والوسم بجين lux، والإعطاء عن طريق الوريد في النماذج الفئرانية.
- يعتمد على نظام IVIS أو أنظمة تصوير التلألؤ البيولوجي المماثلة المزودة بكاميرات CCD مبردة وغرف بيئية.
- يستلزم توحيد معايير تحضير البكتيريا، وحجم الحقن، ونقاط زمن التصوير عبر الدراسات المختلفة.
- تشمل اعتبارات التكيف اختيار الأنواع البكتيرية، والتوافق مع نموذج الورم، وطرق إيصال الركيزة (luciferin).
- تشمل القيود العملية تخامد الإشارة في الأنسجة العميقة والتداخل المحتمل من التلألؤ الداخلي أو فلورا الأمعاء.
