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 القصور في تقنيات عزل الخلايا الحالية، مما يسمح للباحثين بدراسة التفاعلات الخلوية المعقدة أثناء الالتهاب العصبي مع تقليل عدد الفئران المستخدمة.
المكونات الرئيسية للدراسة
مجال العلم
- علم الأعصاب
- بيولوجيا الخلية
- أبحاث المناعة الذاتية
خلفية علمية
- تركز البروتوكولات الحالية غالباً على نوع واحد من الخلايا 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 أنواع الخلايا الرئيسية المقيمة في الجهاز العصبي المركزي من فأر واحد.
- تسهيل تحليل الشبكات الخلوية في حالتي الصحة والمرض.
- تمكين دراسات أكثر دقة للمسارات الالتهابية في الالتهابات العصبية.
الطرق المستخدمة
- تستخدم الدراسة طريقة لفصل الخلايا قابلة للتطبيق على كل من الفئران السليمة والفئران المصابة بالتهاب الدماغ والنخاع التجريبي (EAE).
- يتم وضع الفئران في وضعية الاستلقاء الظهري، مع اتباع بروتوكول تشريح تفصيلي ومقسم إلى خطوات للحصول على أنسجة الدماغ والنخاع الشوكي.
- تم وصف بروتوكولات ترسيب الخلايا وغسلها وتنقيها بدقة، مما يضمن الحصول على عوائد 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 المراحل المختلفة لمرض EAE.
- تشمل التحسينات الجوهرية تقليل عدد الحيوانات المستخدمة وتحسين 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 عدد أقل من العينات تقدم آثاراً هامة لدراسة نماذج أمراض الجهاز العصبي المركزي.
- بشكل عام، يمكن أن يساعد هذا البروتوكول 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 بـ EAE البالغة إجراء استقصاء شامل لآليات الالتهاب العصبي في تجربة واحدة. يدعم هذا النهج التحليلات متعددة الأوميات عالية المحتوى مع تقليل استخدام الحيوانات، مما يؤثر بشكل مباشر على الاكتشاف المبكر والتحقق من الأهداف في محافظ المناعة العصبية. يعزز هذا البروتوكول الثقة التنبؤية لتقليل مخاطر المسارات وتطوير المؤشرات الحيوية الانتقالية في نماذج أمراض الجهاز العصبي المركزي ذات المناعة الذاتية.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير في مجال الأدوية الحيوية
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- يُمكّن من تحليل الشبكات العصبية والدبقية المعقدة خارج الجسم الحي (ex vivo) من عينات منفردة للجهاز العصبي المركزي (CNS).
- يدعم تقليل المخاطر الميكانيكية من خلال السماح بالاستقصاء الديناميكي لمراحل الالتهاب العصبي، والتنكس العصبي، ومراحل الهجوع.
- يسهل التحقق الوظيفي من الأهداف من خلال عزل مجموعات خلايا حية وعالية النقاوة من الجهاز العصبي المركزي (CNS).
- يقلل من التباين البيولوجي عن طريق استخلاص جميع أنواع الخلايا من الحيوان نفسه.
الفحص وتطوير المقايسة
- يوفر معلقات أحادية الخلية ذات حيوية عالية ومصادق عليها للاختبارات الوظيفية والمظهرية اللاحقة.
- يوحد عملية عزل الخلايا عبر أنواع خلايا الجهاز العصبي المركزي، مما يحسن من قابلية التكرار ومقارنة الاختبارات.
- يتيح التحضير القابل للتوسيع للخلايا المستوطنة في الجهاز العصبي المركزي لغرض فحص المركبات واستقصاء المسارات.
- يدعم تقييمات النقاء والحيوية الكمية القائمة على قياس التدفق الخلوي للتأكد من جاهزية الاختبار.
الأبحاث الترجمية وما قبل السريرية
- يتوافق مع نماذج EAE ذات الصلة بالمرض لاكتشاف والتحقق من المؤشرات الحيوية الانتقالية.
- يحافظ على الاستمرارية من مرحلة الاكتشاف وصولاً إلى التحقق قبل السريري من خلال تمكين تحليل المرض متعدد المراحل.
- يسهل اتخاذ قرارات التقدم المعدلة حسب المخاطر من خلال توفير بيانات خلوية شاملة من حيوانات مفردة.
- يدعم استقصاء التفاعلات بين الخلايا والمسارات الكيميائية الحيوية ذات الصلة بالمناعة الذاتية للجهاز العصبي المركزي لدى البشر.
تكامل تدفقات العمل والمسارات التحليلية
يتكامل هذا البروتوكول ضمن التسلسل الممتد من مرحلة الاكتشاف إلى المرحلة ما قبل السريرية من خلال تمكين التحليلات المتزامنة لأنواع متعددة من الخلايا من فئران مصابة بـ EAE وفئران سليمة، مما يدعم كلاً من الأبحاث القائمة على الفرضيات والأبحاث الاستكشافية.
- بيولوجيا الاكتشاف: تعزيز اختبار الفرضيات وتوضيح المسارات من خلال تمكين التحليل الديناميكي لخلايا الجهاز العصبي المركزي وفقاً لمراحل محددة.
- الفحص: توفير معلقات خلوية عالية النقاء وقابلة للتكرار من أجل تطوير مقاييس تحليلية قوية وتقييم المركبات.
- التحليلات: تقديم مقاييس كمية للحيوية والنقاء عبر قياس التدفق الخلوي لإجراء مقارنات بين الظروف المختلفة.
- الأبحاث الانتقالية: الربط بين مراحل الاكتشاف والمراحل قبل السريرية من خلال دعم مواءمة 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 الميكانيكي في أبحاث المناعة الذاتية للجهاز العصبي المركزي.
- القيمة التشغيلية: توحد معايير عزل الخلايا، وتعزز إمكانية تكرار النتائج، وتقلل من استخدام الحيوانات.
- القيمة الاستراتيجية: تحسن عملية اتخاذ القرارات بالاستمرار أو التوقف وكفاءة رأس المال من خلال تمكين التحليلات متعددة المعايير من حيوانات مفردة.
- تأثير المحفظة: تدعم تحديد الأولويات المعدلة حسب المخاطر والنهوض بالأهداف والمؤشرات الحيوية للالتهابات العصبية.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في تشريح الجهاز العصبي المركزي، وتفكيك الخلايا، وفرز الخلايا المنشط مغناطيسياً (MACS).
- يستلزم الوصول إلى أجهزة قياس التدفق الخلوي وفرز الخلايا لغرض مراقبة الجودة.
- يتطلب توحيد معايير التعامل مع الأنسجة والبروتوكولات التحليلية بين الفرق المختلفة.
- قابل للتكيف مع كل من نماذج الفئران البالغة السليمة ونماذج EAE لضمان إمكانية تطبيق واسعة.
- يعتمد على التعامل الدقيق للحفاظ على حيوية الخلايا ونقائها كما تدعم 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
