ניתוח כדאיות של Microcystis aeruginosa באמצעות ציטומטריית זרימה

רלוונטיות תעשייתית למנהלים

שיטה זו מאפשרת הבחנה מדויקת בין מיקרואורגניזמים פוטוסינתטיים חיים למתים באמצעות אוטופלורסצנציה של פיגמנטים פנימיים וגששים של חומצות גרעין שאינם חודרים דרך ממברנה. היא מספקת גישה כמותית המבוססת על ציטומטריה של זרימה להערכת השלמות התאית בתרביות אצות, ובכך תומכת בתיקוף יעדים בשלבים מוקדמים של תוכניות לגילוי חומרים אנטימיקרוביאליים או קוטלי אצות. הגישה מפחיתה את מספר התוצאות החיוביות השגויות בסריקת חיות על ידי הפרדה בין פעילות מטבולית לבין שלמות הממברנה, ובכך משפרת את רמת הביטחון החזיונית בהערכת תרכובות מובילות.

יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח ביו-פרמצבטיים

גילוי מוקדם ותיקוף מטרה

• ערך מדעי: בוחן נזק לממברנה המושרה על ידי תרכובות כמנגנון פעולה בסריקת רעלנים פוטוסינתטיים או אלגיצידים.
• ערך תפעולי: מאפשר הבחנה אובייקטיבית בין מצבי חי/מת המבוססת על גששים, ללא תלות בבדיקות מטבólicas.

סריקה ופיתוח בדיקות

• ערך מדעי: מייצר קריאות בעלי שני פרמטרים (איבוד phycocyanin + עלייה בסיגנל הגשש) לסיווג חסין של חיוניות בפורמטים של תפוקה גבוהה.
• ערך תפעולי: מתקנן את הכנת הדגימות באמצעות דיסוציאציה בוורטקס ודגירה בחושך כדי למזער שונות ופוטובליצ'ינג (הלבנה פוטונית).

מחקר תרגומי ופרה-קליני

• ערך מדעי: תומך בהפחתת סיכונים מכניסטיים על ידי אישור השאלה האם ההשפעות שנצפו נובעות מהפרעה ממברנאלית חריפה לעומת עיכוב מטבולי משני.
• ערך תפעולי: מספק מערכת רלוונטית למחלה לסריקת תרכובות המכוונות לגורמי virulent של ציאנובקטריה או לסוכנים להפחתת פריחה.

שילוב תהליכי עבודה וצינורות עיבוד

השיטה מתאימה לתהליכי עבודה בשלבי הגילוי המוקדמים, שבהם יש להבחין בין ציטוטוקסיות המושרית על ידי תרכובות באורגניזמים פוטוסינתטיים לבין עיכוב גדילה או ארטיפקטים של הבהרה של פיגמנטים.

• ביולוגיה של גילוי: מאפשר בדיקת השערות לגבי מנגנוני התמסדות בממברנה על ידי קורלציה בין ספיגת הגשושית לבין אובדן אות הפיקוציאנין העצמי.
• סריקה: מספק יחסי פלואורסצנציה כמותיים ומנורמלים התומכים בשחזור הבדיקה ובאישור הפגיעות (hit confirmation) בין חזרות.
• אנליטיקה: מפיק התפלגויות פלואורסצנציה דו-משתניות המאפשרות אסטרטגיות סינון (gating) לצורך כימות תאים חיים/מתים וקביעת IC50 במחקרי תגובה למינון.
• מחקר תרגומי: מתחבר לרצף הפרה-קליני על ידי תיקוף של מעורבות המטרה (target engagement) במודלים רלוונטיים מבחינה אקולוגית, טרם ביצוע אקסטרפולציה למערכות יונקים.
• שימוש חוזר ארגוני: מקימה פלטפורמה רב-פעמית לאפיון חיוניות עבור כל מיקרואורגניזם המכיל פיגמנטים בעלי פלואורסצנציה עצמית, ובכך מפחיתה את עלויות הפיתוח החוזר בפרויקטים שונים.

השפעה תפעולית וארגונית

• ערך מדעי: מגביר את הביטחון בתיקוף המטרה על ידי ביטול אותות חיוניות שגויים מתאים שפעילים מטבולית אך סובלים מפגיעה בממברנה.
• ערך תפעולי: משפר את סטנדרטיזציית הבדיקה באמצעות דגירה סטנדרטית של גששים, עירור בלייזר (488 nm/640 nm) ופרוטוקולים של תים של תאים בודדים.
• ערך אסטרטגי: משפר את יעילות ההון על ידי מתן אפשרות למיון מוקדם של תרכובות בעלות מנגנוני ליזיס לא ספציפיים.
• השפעה על הפורטפוליו: תומך בקידום מותאם סיכונים באמצעות אספקת נתוני חיוניות אורתוגונליים להשלמת בדיקות המבוססות על צמיחה.

שיקולי יישום

• דורש מומחיות בפיצוי של ציטומטריה של זרימה ובתיקון חפיפת ספקטרום פלואורסצנציה עבור פייקוציאנין ופליטה של גששים.
• מחייב קווי לייזר של 488 nm ו-640 nm עם גלאי bandpass מתאימים עבור גששי חומצות גרעין בירוק/כתום ועבור פייקוציאנין.
• דורש אופטימיזציה סטנדרטית של ערבוב ב-vortex לפירוק גושים קולוניאליים ללא גרימת נזק מלאכותי לממברנה.
• כולל שיקולי התאמה עבור חדירות גששים דרך הרכבים שונים של דפנות תאים במודלים של חיידקים גרם-שליליים או ציאנובקטריה.
• כולל מגבלות מעשיות כגון דהייה פוטוכימית (photobleaching) של הגשש במהלך רכישה ממושכת ופירוק פיגמנטים בדגימות מקובעות.

שאלות נפוצות בביופארמה