العزل المتزامن لأنواع الخلايا المقيمة في الجهاز العصبي المركزي الرئيسي من الفئران المصابة بالتهاب الدماغ والنخاع المناعي الذاتي للبالغين
أكتوبر 6, 2023
حتى الآن ، تعد بروتوكولات العزل المتزامن لجميع أنواع الخلايا الرئيسية المقيمة في الجهاز العصبي المركزي من نفس الفأر طلبا غير ملباة. يظهر البروتوكول إجراء قابلا للتطبيق في الفئران الساذجة والتجريبية لالتهاب الدماغ والنخاع المناعي الذاتي للتحقيق في الشبكات الخلوية المعقدة أثناء الالتهاب العصبي وتقليل أعداد الفئران المطلوبة في نفس الوقت.
للتحقيق في الآليات الجزيئية والخلوية في أمراض المناعة الذاتية مثل التصلب المتعدد ، فإن إنشاء بروتوكولات عزل الخلايا القابلة للتكرار والمتطورة هو حاجة غير ملباة. تظهر معظم التقنيات الحالية لعزل وتحليل الخلايا المقيمة في الجهاز العصبي المركزي أوجه قصور خطيرة ، مثل التركيز على نوع واحد فقط من الخلايا أو الفئران بعد الولادة فقط. يوفر البروتوكول الحالي للعزل المتزامن لجميع أنواع الخلايا الرئيسية المقيمة في الجهاز العصبي المركزي من نسخة متماثلة واحدة من الجهاز العصبي المركزي إمكانية تحليل الشبكات العصبية المعقدة والمسارات الالتهابية الجديدة ، خارج الجسم الحي من تعليق خلية واحدة ، ينطبق على الفئران السليمة وتلك التي تعاني من التهاب الدماغ والنخاع المناعي الذاتي التجريبي.
بالإضافة إلى ذلك ، يتم تقليل أعداد الفئران يمكن استخدام بروتوكولنا للعزل المتزامن لجميع أنواع الخلايا الأربعة الرئيسية المقيمة في الجهاز العصبي المركزي في الفئران السليمة و EAE كأداة مفيدة للمجموعات البحثية التي تدرس مسارات التهابية جديدة ، مما يسمح بتحليل أكثر دقة للآليات الجزيئية الحيوية المعقدة والشبكات الخلوية خارج الجسم الحي. الأسئلة العلمية الجديدة التي يمكن الإجابة عليها بمساعدة بروتوكولنا هي التحقيقات الديناميكية في EAE خلال مراحل مختلفة من مسار المرض ، مثل الالتهاب العصبي والتنكس العصبي والمغفرة. أيضا ، يمكن دراسة تفاعلات الخلايا الخلوية والمسارات الكيميائية الحيوية على المستوى الفردي.
وبالمثل ، يمكن إجراء المقايسات الوظيفية مع الخلايا المزروعة. نعتزم التركيز على الدراسات الديناميكية لدورة EAE للتحليل متعدد الأوميك من تجانس الجهاز العصبي المركزي الفردي لكل نقطة زمنية EAE.
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة بروتوكولاً جديداً للعزل المتزامن لجميع أنواع الخلايا الرئيسية المقيمة في الجهاز العصبي المركزي (CNS) من فأر واحد، وهو قابل للتطبيق في كل من النماذج السليمة ونماذج التهاب الدماغ والنخاع المناعي الذاتي التجريبي (EAE). تهدف هذه الطريقة إلى معالجة القيود الموجودة في تقنيات عزل الخلايا الحالية، مما يسمح للباحثين بدراسة التفاعلات الخلوية المعقدة أثناء الالتهاب العصبي مع تقليل عدد الفئران المستخدمة.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- علم الأعصاب
- بيولوجيا الخلية
- أبحاث المناعة الذاتية
خلفية علمية
- غالبًا ما تركز البروتوكولات الحالية على نوع خلوي واحد أو على الفئران في مرحلة ما بعد الولادة فقط.
- يمكن أن يؤدي عزل الخلايا المقيمة في الجهاز العصبي المركزي إلى تعزيز فهمنا للعمليات الالتهابية العصبية بشكل كبير.
- تزداد أهمية الحاجة إلى بروتوكول شامل وقابل للتكرار لعزل الخلايا في سياق الأمراض المناعية الذاتية.
الغرض من الدراسة
- تطوير بروتوكول موثوق لعزل جميع الأنواع الرئيسية للخلايا المقيمة في الجهاز العصبي المركزي من فأر واحد.
- تسهيل تحليل الشبكات الخلوية في حالتي الصحة والمرض.
- تمكين إجراء دراسات أكثر دقة للمسارات الالتهابية في الالتهاب العصبي.
الطرق المستخدمة
- تستخدم الدراسة طريقة لفصل الخلايا قابلة للتطبيق على كل من الفئران السليمة وتلك المصابة بالتهاب الدماغ والنخاع الشوكي المناعي التجريبي (EAE).
- يتم وضع الفئران في وضعية الاستلقاء الظهري، مع اتباع بروتوكول تشريح تفصيلي وخطواتي للحصول على أنسجة الدماغ والنخاع الشوكي.
- تم وصف بروتوكولات ترسيب الخلايا وغسلها وتنقيتها بدقة، مما يضمن الحصول على إنتاجيات عالية من أنواع خلايا الجهاز العصبي المركزي (CNS).
النتائج الرئيسية
- يسهل هذا البروتوكول العزل المتزامن للخلايا الدبقية الصغيرة، والخلايا الدبقية قليلة التغصن، وأنواع الخلايا الأخرى المقيمة في الجهاز العصبي المركزي لإجراء التحليلات اللاحقة.
- من المتوقع أن توفر هذه الطريقة رؤى حول الديناميكيات الخلوية عبر مراحل مختلفة من التهاب الدماغ والنخاع التجريبي (EAE).
- تشمل التحسينات الجوهرية تقليل عدد الحيوانات المستخدمة وتعزيز جودة البيانات المستمدة من تحضيرات الجهاز العصبي المركزي لفأر واحد.
الاستنتاجات
- توضح هذه الدراسة تقنية جديدة لعزل الخلايا تعزز القدرات البحثية في مجال المناعة العصبية.
- إن قدرة هذه الطريقة على تحليل الآليات الجزيئية الحيوية المعقدة من عينات أقل تحمل دلالات هامة لدراسة نماذج أمراض الجهاز العصبي المركزي (CNS).
- بشكل عام، يمكن لهذا البروتوكول أن يساعد في الإجابة على أسئلة رئيسية تتعلق بالالتهاب العصبي والتدخلات العلاجية في حالات المناعة الذاتية.
الأسئلة الشائعة
الأهمية الصناعية التنفيذية
يتيح العزل المتزامن لجميع أنواع الخلايا الرئيسية المقيمة في الجهاز العصبي المركزي من فئران مصابة بالتهاب الدماغ والنخاع المناعي التجريبي (EAE) البالغة إجراء استقصاء شامل لآليات الالتهاب العصبي في تجربة واحدة. ويدعم هذا النهج التحليلات متعددة الأوميات ذات المحتوى العالي مع تقليل عدد الحيوانات المستخدمة، مما يؤثر بشكل مباشر على الاكتشافات المبكرة والتحقق من الأهداف في ملفات المناعة العصبية. كما يعزز هذا البروتوكول الثقة التنبؤية لتقليل المخاطر المرتبطة بالمسارات وتطوير المؤشرات الحيوية الانتقالية في نماذج أمراض الجهاز العصبي المركزي ذات المناعة الذاتية.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير في مجال الأدوية البيولوجية
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- يتيح التحليل خارج الجسم (ex vivo) للشبكات العصبية والدبقية المعقدة من عينات منفردة من الجهاز العصبي المركزي.
- يدعم تقليل المخاطر الميكانيكية من خلال السماح بالتقصي الديناميكي لمراحل الالتهاب العصبي، والتنكس العصبي، ومراحل الهجوع.
- يسهل التحقق الوظيفي من الأهداف من خلال عزل مجموعات خلوية حية وعالية النقاء من الجهاز العصبي المركزي.
- يقلل من التباين البيولوجي عن طريق الحصول على جميع أنواع الخلايا من الحيوان نفسه.
الفحص وتطوير المقايسة
- يوفر معلقات خلايا مفردة تم التحقق من صحتها وعالية الحيوية لإجراء المقايسات الوظيفية والمظهرية اللاحقة.
- يوحد عملية عزل الخلايا عبر أنواع خلايا الجهاز العصبي المركزي المختلفة، مما يحسن من قابلية التكرار والمقارنة بين المقايسات.
- يتيح التحضير القابل للتوسع للخلايا المقيمة في الجهاز العصبي المركزي لفحص المركبات واستقصاء المسارات.
- يدعم تقييمات النقاء والحيوية الكمية القائمة على قياس التدفق الخلوي للتأكد من جاهزية المقايسة.
الأبحاث الانتقالية وما قبل السريرية
- يتوافق مع نماذج EAE ذات الصلة بالأمراض من أجل اكتشاف المؤشرات الحيوية الترجمية والتحقق من صحتها.
- يحافظ على الاستمرارية من مرحلة الاكتشاف وصولاً إلى التحقق قبل السريري من خلال تمكين تحليل المرض متعدد المراحل.
- يسهل اتخاذ قرارات التقدم المعدلة وفقاً للمخاطر عبر توفير بيانات خلوية شاملة من حيوانات منفردة.
- يدعم استقصاء التفاعلات بين الخلايا والمسارات الكيميائية الحيوية ذات الصلة بالمناعة الذاتية للجهاز العصبي المركزي البشري.
تكامل مسار العمل وسير العمل
يُدمج هذا البروتوكول ضمن السلسلة الممتدة من مرحلة الاكتشاف إلى الدراسات قبل السريرية، وذلك من خلال تمكين التحليلات المتزامنة لأنماط خلوية متعددة من الفئران المصابة بالتهاب الدماغ والنخاع التجريبي (EAE) والفئران السليمة، مما يدعم كلاً من البحوث القائمة على الفرضيات والبحوث الاستكشافية.
- بيولوجيا الاكتشاف: تعزيز اختبار الفرضيات وتوضيح المسارات من خلال تمكين تحليل ديناميكي لخلايا الجهاز العصبي المركزي حسب المرحلة المحددة.
- الفحص المسحي: توفير معلقات خلوية عالية النقاء وقابلة للتكرار من أجل تطوير فحوصات قوية وتقييم المركبات.
- التحليلات: تقديم مقاييس كمية للحيوية والنقاء عبر قياس التدفق الخلوي لإجراء مقارنات بين الظروف المختلفة.
- البحث الانتقالي: الربط بين مراحل الاكتشاف والمراحل قبل السريرية من خلال دعم محاذاة المؤشرات الحيوية في النماذج ذات الصلة بالمرض.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: إنشاء منصة قابلة لإعادة الاستخدام لعزل خلايا الجهاز العصبي المركزي يمكن تطبيقها عبر برامج أبحاث الالتهابات العصبية.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: تزيد من الثقة التنبؤية وتقلل من الغموض الآلي في أبحاث المناعة الذاتية للجهاز العصبي المركزي.
- القيمة التشغيلية: توحد عمليات عزل الخلايا، وتعزز قابلية التكرار، وتقلل من استخدام الحيوانات.
- القيمة الاستراتيجية: تحسن عملية اتخاذ قرارات المتابعة أو التوقف وكفاءة رأس المال من خلال تمكين التحليلات متعددة المعايير من حيوانات مفردة.
- التأثير على المحفظة: تدعم تحديد الأولويات المعدلة حسب المخاطر والتقدم في دراسة الأهداف والمؤشرات الحيوية للالتهابات العصبية.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في تشريح الجهاز العصبي المركزي، وتفكيك الخلايا، وفرز الخلايا المنشط مغناطيسياً (MACS).
- يتطلب الوصول إلى أجهزة قياس التدفق الخلوي وفرز الخلايا لغرض مراقبة الجودة.
- يستلزم توحيد معايير التعامل مع الأنسجة والبروتوكولات التحليلية بين الفرق المختصة.
- قابل للتطبيق على كل من نماذج الفئران البالغة المصابة بـ EAE والنماذج السليمة لضمان نطاق تطبيق واسع.
- يعتمد على المناولة الدقيقة للحفاظ على حيوية الخلايا ونقائها وفقاً لما تدعمه البيانات المصدرية.
الأسئلة الشائعة حول الأدوية الحيوية
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:58
Preparation of CNS Tissue for Isolating Cells in EAE Mice
3:54
Dissociation of CNS Tissue for Isolating Cells in EAE Mice
5:25
Removal of Debris and Red Blood Cells from CNS Cell Suspension of EAE Mice
7:18
Isolation of CNS Cell Types Using Magnetic Beads in Naive and EAE Mice
