קביעת רעילות הנגרמת על ידי ננו-חלקיקים בתאי עצב באמצעות מיקרוגליה כביו-חיישן חלופי

רלוונטיות תעשייתית למקבלי החלטות

שיטה זו מאפשרת הפחתת סיכונים מכניסטית בשלב מוקדם של טיפולים המבוססים על ננו-חלקיקים, על ידי מידול של מסלולים נוירו-דלקתיים במערכת רדוקציוניסטית. היא מספקת ערך ניבוי לתיקוף מטרות (target validation) באמצעות קישור של אקטיבציה מיקרוגליאלית לרעילות נוירונלית במורד המסלול, ובכך תומכת בהחלטות go/no-go באפיון בטיחות של ננו-חומרים. גישת הביוסנסור התחליפי משפרת את הרציפות התרגומית (translational continuity) מסריקה in vitro להבנה מכניסטית של נוירו-טוקסיות המושרה על ידי ננו-חלקיקים.

יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביו-פרמה

גילוי מוקדם ותיקוף מטרה

• ערך מדעי: בוחן את הפעלת המיקרוגליה כמסמן מכניסטי למסלולים נוירו-דלקתיים המושרים על ידי ננו-חלקיקים.
• ערך תפעולי: מאפשר תיקוף תפקודי של מטרות במסלולי איתות המתווכים על ידי ציטוקינים במבחני מוות נוירונלי.
• ערך ניבוי: תומך במיון תיקי פיתוח על ידי מתאם בין חשיפה לננו-חלקיקים לבין שחרור ציטוקינים ואובדן חיוניות נוירונלית עוקב.

סריקה ופיתוח בדיקות (Assay)

• ערך מדעי: הכנת מדיה מותנית (conditioned media) סטנדרטית המופקת ממיקרוגליה לצורך סריקת נוירוטוקסיות עקבית.
• ערך תפעולי: הבטחת שחזוריות של הבדיקה באמצעות הסרת ננו-חלקיקים ושלבי ריכוז של ציטוקינים.
• יכולת הרחבה: מאפשרת שימוש חוזר בפלטפורמה עבור ספריות של ננו-חלקיקים שונות באמצעות תהליכי סינון והעברת מדיה סטנדרטיים.

מחקר תרגומי ופקליני

• ערך תרגומי: ממדל את התקשורת בין מיקרוגליה לנוירונים הרלוונטית למנגנוני מחלות ניווניות של מערכת העצבים.
• הפחתת סיכונים מנגנונית: מבהירה מסלולים תלויי ציטוקינים המקשרים בין הפעלת מערכת החיסון המולדת לתוצאות נוירונליות.
• המשכיות פרה-קלינית: תומכת בהחלטות קידום מותאמות סיכון על ידי כימות השפעות נוירוטוקסיות משניות של הפעלת חיסון ראשונית.

שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד (Pipeline)

השיטה משתלבת בביולוגיה של גילוי (discovery biology) על ידי ביסוס קשרים סיבתיים בין חשיפה לננו-חלקיקים, תגובת מיקרוגליה ורעילות עצבית, ובכך מספקת מידע לתהליכי זיהוי מועמדים מובילים (lead identification) והערכת בטיחות.

• ביולוגיה של הגילוי: תומך בבחינת השערות לגבי מנגנונים של דלקת נוירונלית המושרה על ידי ננו-חלקיקים באמצעות הפעלת מיקרוגליה.
• סריקה: מספק מדיום מותנה סטנדרטי נטול ננו-חלקיקים לצורך בדיקות מהימנות של חיות נוירונלית.
• אנליטיקה: מאפשר השוואה כמותית של מוות נוירונלי באמצעות מדדי הפחתת resazurin מבוססי פלואורסצנציה.
• מחקר תרגומי: מקשר בין שחרור ציטוקינים של מיקרוגליה למסלולים נוירונליים הרלוונטיים למודלים של מחלות דלקתיות נוירונליות.
• שימוש חוזר ארגוני: מבסס פלטפורמת ביו-חיישן מודולרית הניתנת להתאמה לפורמולציות שונות של ננו-חלקיקים ולסוגי תת-נוירונים שונים.

השפעה תפעולית וארגונית

• ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזוי בפרופיל הבטיחות של ננו-חלקיקים על ידי הפרדה בין נוירוטוקסיות ישירה לנוירוטוקסיות המתווכת על ידי מערכת החיסון.
• ערך תפעולי: מתקנן את שלבי בידוד הציטוקינים והחשיפה הנוירונלית כדי לשפר את השחזוריות בין מעבדות שונות.
• ערך אסטרטגי: מפחית סיכון ביולוגי בשלבים מאוחרים על ידי זיהוי מוקדם של מנגנוני רעילות אימונו-מודולטוריים בשלב הגילוי.
• השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תיעדוף של ננו-חומרים המבוסס על סיכון, בהתבסס על פוטנציאל הפעלת מיקרוגליה והשפעות נוירונליות עקיבות.

שיקולי יישום

• דורש מומחיות בתחזוקה של תרביות ראשוניות של תאי גליייה ונוירונים בתנאים סטריליים.
• תלוי בגישה לציוד צנטריפוגה המסוגל להגיע ל-14,000 × g ו-1,000 × g לצורך הפרדת ננו-חלקיקים וציטוקינים.
• מחייב פרוטוקולי סינון סטנדרטיים שעברו תיקוף עבור גודל וריכוז הננו-חלקיקים כדי להבטיח את השבת הציטוקינים.
• כולל שיקולי התאמה בעת הרחבה לסוגי נוירונים שונים או לתכונות פיזיקו-כימיות שונות של ננו-חלקיקים.
• כולל מגבלות מעשיות כגון יציבות הציטוקינים במהלך הסינון והאחסון, אשר חייבת להיות מבוקרת באופן אמפירי.

שאלות נפוצות בביופארמה