تسجيل السلامة الوظيفية للحاجز على bEnd.3 الخلايا البطانية الوعائية عبر اكتشاف المقاومة الكهربائية عبر بطانة الرحم
سبتمبر 29, 2023
يصف هذا البروتوكول نموذجا يمكن الاعتماد عليه وفعالا في المختبر لحاجز الدم في الدماغ. تستخدم الطريقة الخلايا البطانية الوعائية الدماغية للفأر bEnd.3 وتقيس المقاومة الكهربائية عبر الغشاء.
تستخدم الدراسات الحالية عادة اختبارات النفاذية والتعبير البروتيني المرتبط بها للتحقق من دقة اكتشاف TEER. نموذج BBB للخلايا أحادية الطبقة في الفضيلة أقل فعالية لفحص المخدرات ، واستخدام المزيد من الخلايا يجعل من الصعب بناء النموذج. بروتوكول هذه الدراسة بسيط نسبيا ، حيث يسمح الإجراء غير الجراحي باستخدام عينات الخلايا في تجارب أخرى بعد اكتشاف TEER.
يمكن أن يؤدي اكتشاف TEER لتقييم نفاذية نماذج الخلايا إلى تسريع فحص الأدوية للعلاج والوقاية من الجهاز العصبي المركزي لزيادة معدل نجاح تطوير دواء جديد. في المستقبل ، سنكتشف تعبير بروتين الوصلة الضيقة في خلايا الجزء العلوي من جدار الصدر للتحقق من أن نتائج اختبار TEER يمكن أن تمثل بشكل فعال سلامة وظيفة حاجز BBB.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة نموذجاً مخبرياً موثوقاً للحاجز الدموي الدماغي (BBB) باستخدام الخلايا البطانية الوعائية الدماغية للفئران (bEnd.3). يقيس هذا النموذج المقاومة الكهربائية عبر الغشائية (TER) لتقييم سلامة الحاجز الدموي الدماغي، مما يسهل عملية فحص الأدوية المخصصة لعلاجات الجهاز العصبي المركزي.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- بيولوجيا الخلية
- علم الأعصاب
- علم الأدوية
خلفية علمية
- يعد الحاجز الدموي الدماغي أمراً بالغ الأهمية للحفاظ على التوازن الداخلي في الجهاز العصبي المركزي.
- تعتبر النماذج التقليدية المختبرية أقل فعالية في اختبار الأدوية بسبب القيود المتعلقة بالتعقيد الخلوي.
- تعالج هذه الدراسة تلك القيود من خلال تقديم طريقة أبسط وغير جراحية.
الغرض من الدراسة
- لتحسين تقييم سلامة الحاجز الدموي الدماغي (BBB) من خلال قياس المقاومة الكهربائية عبر الظهارة (TER).
- لتسهيل فحص الأدوية التي تستهدف اضطرابات الجهاز العصبي المركزي.
- للتحقق من العلاقة بين قيم TER والتعبير عن بروتينات الوصلات المحكمة.
الطرق المستخدمة
- استخدمت الدراسة مستنبت خلايا bEnd.3، التي تم استزراعها وتنميتها في أطباق ذات 96 بئراً.
- تضمنت التدخلات الرئيسية إضافة كلوريد الكوبالت لتقييم الحيوية الخلوية وسلامة الحاجز.
- تم تسجيل قيم TEER بمرور الوقت لتحديد تكوين واستقرار نموذج الحاجز الدموي الدماغي (BBB).
- تم استخدام التحليل الإحصائي لمقارنة المجموعات الضابطة والمجموعات المعالجة.
النتائج الرئيسية
- أشارت النتائج إلى انخفاض ملحوظ في قيم TEER عند المعالجة بـ cobalt chloride، مما يشير إلى تضرر سلامة الحاجز الدموي الدماغي (BBB).
- أظهرت الدراسة إمكانية استخدام TER كطريقة موثوقة لتقييم تأثيرات الأدوية على الحاجز الدموي الدماغي (BBB).
- تم الوصول إلى استقرار الحاجز الخلوي بحلول اليوم الخامس، مما يؤكد فعالية هذه الطريقة.
الاستنتاجات
- تُظهر هذه الدراسة نهجاً مبسطاً وفعالاً لتقييم سلامة الحاجز الدموي الدماغي (BBB) في تطوير الأدوية.
- يمكن للنتائج أن تعزز فهم التدخلات العلاجية لأمراض الجهاز العصبي المركزي.
- يمكن تكييف الطرق الموضحة لتطبيقات أوسع في الأبحاث الفارماكولوجية.
الأسئلة الشائعة
الأهمية التنفيذية في الصناعة
يوفر قياس المقاومة الكهربائية عبر الظهارية (TEER) في نماذج الطبقة الواحدة من خلايا bEnd.3 قراءة كمية وغير جراحية لسلامة الحاجز الدموي الدماغي (BBB)، مما يدعم بشكل مباشر المراحل المبكرة من اكتشاف أدوية الجهاز العصبي المركزي. ويسمح هذا النهج بالتقييم السريع لتعطل الحاجز واستعادته، مما يساهم في التحقق من الأهداف وتخفيف المخاطر الميكانيكية لمحافظ العلاجات العصبية. كما أن دمج نماذج الحاجز الدموي الدماغي القائمة على TEER يعزز الثقة التنبؤية عند نقطة التلاقي بين بيولوجيا الاكتشاف والتقييم قبل السريري.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير الصيدلاني الحيوي
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- يتيح الاستقصاء المباشر لسلامة الوظائف التشغيلية للحاجز الدموي الدماغي (BBB) تحت ظروف مضبوطة.
- يدعم الحد من المخاطر الآلية من خلال قياس كمية تعطل الحاجز الناتج عن الإصابات نقص التأكسجية أو الدوائية.
- يسهل التحقق من صحة الأهداف الوظيفية للمركبات الدوائية المرشحة للجهاز العصبي المركزي (CNS) والتي تؤثر على خصائص الحاجز.
الفحص وتطوير المقايسة
- يوفر منصة قابلة للتكرار وللتوسع للتقييم الكمي لوظيفة الحاجز.
- يوحد شروط المقايسة لإجراء مقارنات تقاطعية لتأثيرات المركبات على سلامة الحاجز الدموي الدماغي (BBB).
- يقدم قراءات فورية وغير مدمرة مناسبة لسير عمل الفرز التكراري.
الأبحاث الانتقالية وما قبل السريرية
- يوائم قياسات سلامة الحاجز في المختبر (in vitro) مع استراتيجيات المؤشرات الحيوية الانتقالية لبرامج الجهاز العصبي المركزي (CNS).
- يتيح الاستمرارية من الدراسات الميكانيكية في مرحلة الاكتشاف إلى التحقق قبل السريري من العوامل التي تعدل حاجز الدم الدماغي (BBB).
- يدعم قرارات التقدم المعدلة حسب المخاطر من خلال قياس النتائج الوظيفية ذات الصلة بالتعرض للجهاز العصبي المركزي (CNS).
تكامل مسار العمل وسير العمل
تتموضع نماذج الحاجز الدموي الدماغي (BBB) القائمة على قياس المقاومة الكهربائية عبر الظهارة (TEER) عند نقطة التقاء مراحل الاكتشاف المبكر وتحديد المركبات الرائدة والتقييم قبل السريري للأصول التي تستهدف الجهاز العصبي المركزي (CNS).
- بيولوجيا الاكتشاف: يقيس وظيفة الحاجز لاختبار الفرضيات المتعلقة بتعديل الحاجز الدموي الدماغي (BBB) وآليات الإصابة.
- الفحص: يوفر مخرجات كمية وموحدة لفرز المركبات وتحديد أولوياتها.
- التحليلات: يتيح المقارنة الإحصائية لقيم المقاومة عبر الظروف التجريبية والنقاط الزمنية المختلفة.
- الأبحاث traslational: يربط بيانات سلامة الحاجز في المختبر (in vitro) باستراتيجيات التعرض في الجسم الحي (in vivo) والمؤشرات الحيوية.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: يوفر منصة مقايسة غير مدمرة وقابلة لإعادة الاستخدام لحملات اكتشاف أدوية الجهاز العصبي المركزي المستمرة.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: تزيد من الثقة التنبؤية في الآليات التي تستهدف الحاجز الدموي الدماغي (BBB) وتقلل من الغموض البيولوجي.
- القيمة التشغيلية: تبسط إعداد المقايسة، وتعزز قابلية التكرار، وتسمح بالتكيف مع الإنتاجية العالية.
- القيمة الاستراتيجية: تحسن عملية اتخاذ قرار المضي قدماً أو التوقف (go/no-go) وتخصيص رأس المال لمحافظ الجهاز العصبي المركزي (CNS).
- التأثير على المحفظة: تدعم تحديد الأولويات للأصول المعدلة حسب المخاطر بناءً على نتائج الحاجز الدموي الدماغي (BBB) الوظيفية.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في زراعة الخلايا البطانية واستخدام أجهزة قياس المقاومة الكهربائية عبر الظهارية (TEER).
- يستلزم معايرة وصيانة مقياس الجهد وأنظمة الأقطاب الكهربائية لضمان الحصول على نتائج موثوقة.
- يستفيد من البروتوكولات الموحدة لضمان إمكانية تكرار النتائج بين الفرق البحثية المختلفة.
- قابل للتكيف مع مختلف أنواع الخلايا ذات الصلة بالجهاز العصبي المركزي (CNS) والتحديات النقصية الأكسجينية أو الدوائية.
- يقتصر بتواضع نماذج الطبقة الواحدة مقارنة بالبنية المعقدة للحاجز الدموي الدماغي (BBB) في الجسم الحي.
الأسئلة الشائعة حول الأدوية الحيوية
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:17
Culture of bEnd·3 Cells and Cell Viability After CoCl2 Treatment
3:47
In Vitro Blood‐Brain Barrier Model Assembly for Measurement of TEER
7:24
Barrier Destruction and Statistical Analysis After TEER Measurement in an In Vitro Blood‐Brain Barrier Model
