זחלי דגי זברה כמודל להערכת רדיוסנסיטיזרים או מגינים פוטנציאליים
25 באוגוסט 2022
דג הזברה נוצל לאחרונה כמודל לאימות משנים פוטנציאליים של קרינה. הפרוטוקול הנוכחי מתאר את השלבים המפורטים לשימוש בעוברים של דגי זברה לניסויי סינון מבוססי קרינה וכמה גישות תצפיתיות להערכת ההשפעה של טיפולים וקרינה שונים.
פרוטוקול זה מתאר את השלבים המפורטים לשימוש בעוברים של דגי זברה לניסויי סינון מבוססי קרינה וכמה גישות תצפיתיות להערכת הטיפול בתרופות וקרינה שונות. זה יעזור לקוראים להגדיר סינון תרופות בתפוקה גבוהה למחצה הכולל חשיפה לקרני רנטגן באמצעות עוברים של דגי זברה, אשר ינחה בהערכת רעילות רדיוטוקסית ואת היעילות של תרופות שונות בשימוש. הליך זה יכול לשמש כדי לסנן ולאמת או להעריך תרופות שונות כמו radiosensitizers פוטנציאליים או מגינים, אשר ניתן לחקור עוד יותר או להשתמש בתחום של הקרנות סרטן או רדיוביולוגיה.
כדי להתחיל, עקוב אחר העוברים הגדלים תחת המיקרוסקופ המנתח. זהה את השלב הנכון והסר עוברים מתים או לא בריאים. יש לוודא שההיערכות הנאותה של העובר היא הקרינה ומנות התרופה יינתנו בשלב מסוים של גסטרולציה.
לפני תחילת הניסוי, בזהירות להפיץ את העוברים הבריאים בצלחות הניסוי בעזרת פיפטה פסטר. עבור כל קבוצת ניסוי, לקחת 15 עד 20 עוברים. בעת הגדרת ניסוי קרינה, כלול קבוצת בקרה שאינה מוקרנת וקבוצת קרינה בלבד.
פזרו את העוברים בצלחת באר אם מגיני הקרינה יכולים לכסות ולהגן על הבארות הנוספות מפני קרינה בעוד הבארות האחרות חשופות למנת קרינה מסוימת. אחרת, השתמש בצלחות או דיסקים בודדים כדי לראות את העוברים בכל מנת קרינה. הפעל את מכונת הקרנת הרנטגן והתחל את אתחול המכשיר והתחממותו.
הניחו את צלחת הניסוי מתחת למקרין בתוך המכונה במרכז, וודאו שהצלחת נמצאת ישירות מתחת למקור הרנטגן. ואז להגדיר את המינון ולהתחיל את הרנטגן. לאחר סיום ההקרנה, הוציאו את הלוחות, כבו את תוכנית המכונה, כבו את המכונה ובדקו את הצלחות תחת המיקרוסקופ מיד לאחר הקרינה.
הסר את העוברים המתים, ורשום את מספרם לאחר הערכתם תחת המיקרוסקופ המנתח. מחזירים את הצלחות לאינקובטור בטמפרטורה של 28.5 מעלות צלזיוס. לאסוף נתונים בפרקי זמן קבועים מראש לאחר מתן הקרינה.
רשום את כל התצפיות האפשריות כגון הישרדות, יעילות בקיעה, שלב ההתפתחות, ספירת פעימות לב, עקמומיות הגוף והזנב, בצקת קרום הלב והרחבת שק החלמון, מיקרוצפליה, התפתחות שלפוחית השתן, תנועתיות או פעילות כללית וכו '. כדי לצלם תמונות, בחר עוברים מייצגים בשקופית נקייה. בדוק את העוברים מתחת למיקרוסקופ, לכוון אותם לכיוון מסוים.
עקומת ההישרדות של עוברים שהוקרנו שש שעות לאחר ההפריה הצביעה על כך שבקבוצת הביקורת ובעוברים שנחשפו ל-2 אפורים ו-5 אפורים, לא היה מוות משמעותי בעוברים. ספירת פעימות הלב לדקה הצביעה על כך שקצב הלב ירד מאוד עם מינונים מוגברים של קרינת רנטגן. בקבוצת הביקורת, בכל מרווח של 24 שעות, קצב הלב נראה עולה.
קיים חשד לעיוות קרדיווסקולרי חמור בעוברים שנחשפו לקרינה של 15 ו-20 קרינה אפורה כאשר קצב הלב ירד מאוד. פגמים פנוטיפיים והתפתחותיים שונים מתוארים ומוערכים עבור עוברים שנחשפו למינונים שונים של קרינה בנקודות זמן שונות. כמו כן בוצעו תצפיות מורפולוגיות לכיפוף עמוד השדרה או הזנב, מום ראש ומיקרוצפליה, פגמים בהתפתחות, בצקת קרום הלב, עיוותים בשק החלמון, עיוותים בשלפוחית השחייה ושינויים במבנה העין לצורך הפרוטוקול שהדגמנו, בחירת עוברים בריאים, מיקום נכון של העוברים במקרין והערכה נכונה של החריגות הצולבות הם המפתח להליך זה.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
פרוטוקול זה מתאר את השימוש בעוברי דגי zebrafish עבור ניסויי סריקה מבוססי קרינה. הוא מפרט גישות תצפיתיות להערכת ההשפעות של טיפולים שונים ושל קרינה.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדעי
- רדיובלוגיה
- מחקר סרטן
- סריקת תרופות
רקע
- דגי זברה הם מודל בעל ערך לחקר השפעות קרינה.
- הפרוטוקול מסייע בהערכת רעילות קרינתית ויעילות תרופתית.
- הוא תומך בחקירת רדיוסנסיטיזטורים (מגבירי רגישות לקרינה) ומגנים מפני קרינה.
- קביעת שלב ההתפתחות של העוברית היא קריטית לצורך מינון מדויק.
מטרת המחקר
- תיקוף של משני קרינה פוטנציאליים באמצעות עוברים של דגי zebrafish.
- ביסוס של שיטת סריקת תרופות בקיבולת בינונית-גבוהה (semi-high throughput).
- הנחיית הערכות בטיפולי הקרנה לסרטן.
שיטות שהשתמשו בהן
- ניטור עוברים של zebrafish תחת מיקרוסקופ סטריאו.
- זיהוי והסרה של עוברים לא בריאים.
- מתן מנות קרינה ותרופות בשלבי גסטרולציה ספציפיים.
- ביצוע ניסויי סריקה להערכת השפעות התרופות.
תוצאות עיקריות
- ביסוס פרוטוקול לסריקת תרופות באמצעות דגי Zebrafish.
- זיהוי טיפולים יעילים לרעילות קרינתית (radiotoxicity).
- תיקוף של רדיוסנסיטיזטורים (radiosensitizers) ומגנים פוטנציאליים.
- הנחיה למחקרים עתידיים ברדיותרפיה של סרטן.
מסקנות
- מודל דג הזברה יעיל לתיקוף של משני קרינה.
- פרוטוקול זה יכול לשפר מתודולוגיות לסריקת תרופות.
- הממצאים עשויים לתרום להתקדמות בטיפול בסרטן.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
לרובה של זבrafish (דג הזברה) מהוות פלטפורמת in vivo מהירה וניתנת להרחבה להערכת מועמדים לרדיוסנסיטיזטורים (מחזקי קרינה) ורדיופרוטקטורים (מגני קרינה), ובכך הן נותנות מענה לצורך קריטי בסינון תפקודי בשלבים מוקדמים של גילוי תרופות לטיפולי קרינה. מודל זה מאפשר הערכה כמותית של רדיוטוקסיות ויעילות תרופתית, ובכך תומך בביטחון חיזוי ובהפחתת סיכונים מכניסטיים בנקודת המפנה של תיקוף פרה-קליני. שילוב של בדיקות מבוססות זבrafish בתהליכי הגילוי משפר את מיון הפורטפוליו ומאיץ את הזיהוי של משני קרינה מבטיחים ליישומים אונקולוגיים.
יישומים אסטרטגיים במו"פ של ביו-פרמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר תיקוף פונקציונלי של תרופות מועמדות לרגישות לקרינה (radiosensitizers) ומגנות קרינה במערכת של חולייתנים.
- תומך בהפחתת סיכונים מנגנונית על ידי קישור החשיפה לתרופה לתוצאות פנוטיפיות והתפתחותיות לאחר הקרנה.
- מקל על בדיקה מהירה של השערות בנוגע להשפעות המשנות קרינה בהקשר של אורגניזם שלם.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מספק פלטפורמה בעלת תפוקה חצי-גבוהה לסריקת ספריות תרכובות לצורך זיהוי פעילות של מודיפיקציה רדיולוגית.
- מספק נקודות קצה כמותיות הניתנות לשחזור, כגון הישרדות, קצב לב ופנוטיפים מורפולוגיים.
- מאפשר תנאי בדיקה סטנדרטיים להשוואה בין תרופות מועמדות לבקרות.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתואם עם נקודות קצה רלוונטיות למחלה על ידי מידול של רעילות והגנה מושריות קרינה in vivo.
- תומך ברציפות משלב הגילוי המוקדם ועד לאימות פרה-קליני של משני קרינה.
- מספק בסיס לקבלת החלטות על קידום מותאם-סיכון של פורטפוליו תרופות אונקולוגיות המיועדות להגברת יעילות הטיפול בקרינה.
שילוב תהליכים וזרימת עבודה
בדיקת עוברי דג הזברה זו מגשרת בין שלב הגילוי המוקדם לתיקוף הפרה-קליני, ומאפשרת סריקה מהירה והערכה תפקודית של משני קרינה לפני מחקרים ביונקים.
- ביולוגיה של גילוי: תומכת בבדיקת השערת האפס עבור מודולציה של תגובה לקרינה המושרית על ידי תרופות.
- סריקה: מספקת מוכנות לבדיקה עם תוצרי פנוטיפ כמותיים הניתנים לשחזור.
- אנליטיקה: מאפשרת השוואה סטטיסטית של נקודות קצה של הישרדות, התפתחות ופיזיולוגיה בין קבוצות טיפול.
- מחקר תרגומי: ממדלת רעילות מקרינה והגנה in vivo הרלוונטיות למסלולי פיתוח אונקולוגיים.
- שימוש חוזר ארגוני: מציעה פלטפורמה סטנדרטית וניתנת להרחבה לסריקה חוזרת של מערכי תרכובות מגוונים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי ומפחית עמימות מכניסטית בגילוי של משני קרינה (radiation modifiers).
- ערך תפעולי: מספק תהליכי עבודה לסינון in vivo סטנדרטיים, הניתנים לשחזור וניתנים להרחבה.
- ערך אסטרטגי: משפר החלטות של go/no-go ויעילות הון על ידי מתן אפשרות להפחתת סיכונים מוקדמת של תרופות מועמדות.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתעדוף מותאם-סיכון וקידום של סוכנים המשנים קרינה.
שיקולי יישום
- נדרשת מומחיות בגידול דגי זברה, שלבי התפתחות עובריים והערכה פנוטיפית.
- נדרשת גישה לציוד הקרנה בקרני x ולתשתיות דימות לצורך ניתוח נקודת סיום.
- נדרשת סטנדרטיזציה בין-צוותית של הגדרות הבדיקה, המינונים וקריטריוני הניקוד.
- עשוי לדרוש התאמה עבור מחלקות תרכובות ספציפיות או מינוני קרינה מסוימים.
- מגבלות מעשיות כוללות אילוצי תפוקה וצורך בניהול קפדני של קבוצות הביקורת.
