הדמיית רקמות עמוקות של מוח דג זברה באמצעות מיקרוסקופ פלואורסצנטי בעל שלושה פוטונים

רלוונטיות תעשייתית למסמך סיכום

דימות רקמות עמוקות במוחות של דגי זברפיש שלמים מאפשר הדמיה של מבנים עצביים ופעילותם בעומקים שאינם נגישים למיקרוסקופיה קונבנציונלית. יכולת זו תומכת בתיקוף מטרות במדעי העצבים על ידי אספקת תובנות מכניסטיות לגבי תפקוד מעגלים עצביים ופנוטיפים רלוונטיים למחלות. השיטה מגבירה את הביטחון החזוי בשלבי הגילוי המוקדמים על ידי קישור שינויים גנטיים למדדים תפקודיים במערכת רלוונטית פיזיולוגית.

יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח ביו-פרמצבטיקה

גילוי מוקדם ותיקוף מטרה

• ערך מדעי: מאפשר בחינה של היפותזות טיפוליות באמצעות תצפית בזמן אמת על פעילות של נוירונים שעברו שינוי גנטי ברקמה שלמה.
• ערך תפעולי: מספק תיקוף פונקציונלי של מטרות על ידי קישור ביטוי של רפורטר פלואורסצנטי לתגובות נוירונליות פיזיולוגיות.
• ערך ניבוי: תומך בהפחתת סיכונים מכניסטית על ידי חשיפת דינמיקה נוירונלית ברזולוציית עומק, המאפשרת להסיק על מעורבות המטרה ועל מודולציה של מסלולים.

סריקה ופיתוח בדיקה

• ערך מדעי: מייצר קריאות פלואורסצנציה כמותיות מנוירונים מסומנים, מה שמאפשר ניתוח תגובה למינון והפרעות בדגימות חיות.
• ערך תפעולי: מייצב את תנאי הדימוג באמצעות הגשה מבוקרת של חומרי הרדמה ומיקום העדשה, ובכך משפר את השחזוריות בין סשנים שונים.
• מוכנות הבדיקה: מכין מערכות ביולוגיות מאושרות לסריקת תרכובות על ידי קביעת מדדי בסיס לפעילות נוירונלית.

מחקר תרגומי ופרה-קליני

• רצף תרגומי: שימוש במודלים של דגי זברא הרלוונטיים למחלה כדי לגשר בין ממצאי הגילוי לבין תיקוף פרה-קליני של תרכובות נוירו-אקטיביות.
• תובנה מכניסטית: חשיפת שינויים נוירונליים מבניים ותפקודיים התואמים לפיתוח סמנים ביולוגיים (biomarkers) עבור מודולציה של המטרה.
• קידום מותאם סיכונים: סיוע בקבלת החלטות של go/no-go באמצעות ויזואליזציה של השפעות על המטרה (on-target) והפרעות עצביות לאB-מטרה (off-target) ברזולוציה תאית.

שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד

השיטה נכללת ברצף הגילוי, החל מבדיקת השערות לגבי מטרות, דרך זיהוי מובילים (leads) ועד להערכת יעילות פרה-קלינית, ובמיוחד עבור תהליכי פיתוח ממוקדי נוירו-מדע הדורשים תיקוף תפקודי במערכות שלמות.

• ביולוגיה של הגילוי: תומכת בבדיקת השערות באמצעות ויזואליזציה של האופן שבו מניפולציות גנטיות או פרמקולוגיות משנות דפוסי פעילות עצבית in vivo.
• סריקה: מאפשרת מוכנות לבדיקה באמצעות הכנה יציבה וניתנת לשחזור של דגימות דגי zebrafish למחקרי דימוי לאורכיים.
• אנליטיקה: מספקת מדידות כמותיות של משתנים תלויים, כגון עוצמת פלואורסצנציה, התפלגות מרחבית ודינמיקה זמנית של אותות עצביים.
• מחקר תרגומי: מקשר לעבודות פרה-קליניות על ידי לכידה של תגובות עצביות ברזולוציית עומק המתואמות עם תוצאות התנהגותיות או פנוטיפיות.
• שימוש חוזר ארגוני: מבססת פלטפורמת דימוי לשימוש חוזר עבור מטרות ותרכובות מרובות באמצעות הכנה סטנדרטית והגדרות פרמטרים אחידות.

השפעה תפעולית וארגונית

• ערך מדעי: מגביר את הביטחון בחיזוי על ידי הפחתת העמימות במנגנון המטרה באמצעות תצפית ישירה על התפקוד הנוירונלי.
• ערך תפעולי: משפר את השחזוריות באמצעות קיבוע סטנדרטי, בקרת תאורה והליכים לאפס צירים.
• ערך אסטרטגי: משפר את היעילות ההונית על ידי מתן אפשרות לזיהוי מוקדם של תרכובות לא יעילות או לא בטוחות באמצעות פרופיל פעילות עצבית.
• השפעה על הפורטפוליו: מסייע לתעדוף מותאם סיכונים על ידי אספקת נתונים פונקציונליים המשלימים בדיקות קישור או בדיקות ביוכימיות.

שיקולי יישום

• דורש מומחיות בטיפול בדגי zebrafish, מתן הרדמה ומערכות ביטוי של חלבונים פלואורסצנטיים.
• תלוי בגישה למיקרוסקופ תלת-פוטון עם לייזרים בעלי אורך גל ניתן לכיוונון וגילוי רגיש באמצעות PMT.
• מחייב סטנדרטיזציה בין-צוותית של פרוטוקולי דימות בין קבוצות הביולוגיה, הדימות וניתוח הנתונים.
• כולל שיקולי התאמה עבור קווים טרנסגניים שונים ושלבי התפתחות שונים כדי למקסם את יחס אות-רעש.
• כולל מגבלות מעשיות כגון פוטובליצ'ינג (photobleaching) במהלך מפגשים ממושכים וארטיפקטים של תנועה למרות קיבוע הדגימות.

שאלות נפוצות בביופארמה