יצירת חולדות היפופאראתירואידיום באמצעות כריתת בלוטת התריס בסיוע פחמן ננו-חלקיקים
14 ביולי 2023
מודל בבעלי חיים של היפופאראתירואידיזם נרכש (HypoPT) חיוני להבנת האופן שבו HypoPT משפיע על הומאוסטזיס של יונים מינרליים ולאימות היעילות של טיפולים חדשניים. כאן, מוצגת טכניקה ליצירת מודל חולדה היפופאראתירואידיזם נרכש (AHypoPT) על ידי כריתת בלוטת התריס (PTX) באמצעות ננו-חלקיקי פחמן.
המטרה הכוללת של פרוטוקול זה היא ליצור מודל חולדה של היפופאראתירואידיזם נרכש שקל לבסס, יציב באופיו ואינו מזיק לבלוטות התריס. היתרון העיקרי של מודל זה הוא הסרה מדויקת של בלוטות יותרת התריס בעזרת ננו-חלקיקי פחמן. אנו מקווים שהמודל יכול לעזור לפתור כמה שאלות בתחום היפופאראתירואידיזם.
לדוגמה, שימוש לפני הניתוח של סידן וויטמין D כדי להפחית את הסיכון של היפוקלצמיה לאחר בלוטת התריס. שיטה זו יכולה לספק תובנה כיצד תחלופת העצם מושפעת מאנלוגים של PTH וכיצד אנלוגים של PTH משפיעים על הגוף בשימוש ארוך טווח. מי שמבצע טכניקה זו בפעם הראשונה עשוי להתקשות לבצע מיקרו-מניפולציה תחת מיקרוסקופ סטריאו.
תרגול מסוים תחת מיקרוסקופ סטריאו עשוי להיות מועיל. כדי להתחיל, מניחים את החולדה המורדמת במצב שכיבה ומגלחים את הפרווה של אזור הצוואר הגחוני. לאחר ביצוע חתך כמתואר בכתב היד, יש לאתר את האונות של בלוטת התריס.
באמצעות מזרק 10 מיקרוליטר המצויד במחט משופעת של 30 מד, הזריקו מיקרוליטר אחד של תרחיף ננו-חלקיקי הפחמן לחלק המזיאלי של קרום בלוטת התריס. לאחר חמש דקות, השקו את האזור במי מלח כדי לנקות כל מתלה נוסף. ודא שבלוטות התריס הפכו שחורות והתבונן בבלוטת יותרת התריס שאינה מוכתמת.
חתכו את בלוטות יותרת התריס הלא מוכתמות באמצעות זוג מלקחיים ומספריים מיקרו-כירורגיים, ולאחר מכן סגרו את החתך בתפר מזרן אופקי קטוע. לאחר הניתוח, הניחו את החולדות על שמיכה חשמלית תרמוסטטית בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס כדי לשמור על חום גופם. לאחר שבעה ימים, לצייר 10 מיקרוליטר של דם באמצעות וריד הזנב.
מדדו את הסידן בסרום, הזרחן האנאורגני בסרום והורמון יותרת התריס בסרום באמצעות ערכות מסחריות. החולדות שעברו כריתת בלוטת התריס הציגו היפוקלצמיה יציבה והיפרפוספטמיה במשך תקופת תצפית של ארבעה שבועות. הורמון יותרת התריס בסרום לא זוהה בחולדות כריתת בלוטת התריס שבעה ימים לאחר הניתוח.
אוריאה בסרום וקריאטינין היו דומים בין קבוצות דמה וכריתת בלוטת התריס לאחר שבעה ימים לאחר הניתוח. ירידה ביוני סידן בשתן וברמות פוספט אנאורגני נצפתה שבועיים לאחר הניתוח. לא נצפו הבדלים משמעותיים במשקל הגוף בין קבוצות כריתת בלוטת התריס והדמה במשך 28 ימים.
הסרום C-telopeptide ירד באופן משמעותי בחולדות parathyroidectomy. לא היו הבדלים משמעותיים ברמות אוסטיאוקלצין בסרום. עם זאת, הזרקת תרחיף ננו-חלקיקים היא הדבר החשוב ביותר והזרקה מוצלחת היא קריטית לזיהוי והסרה נוכחית של בלוטות יותרת התריס.
שיטות אחרות כוללות ניתוח מונחה פלואורסצנטיות, הזרקת רעלן דיפטריה של עכברים טרנסגניים PTHcre-iDTR, וכריתת בלוטת התריס הסטרילית שיכולה לעזור לענות על שאלות בתחום בלוטת התריס.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מאמר זה מציג פרוטוקול ליצירת מודל חולדה יציב של היפופאראתירואידיזם נרכש (AHypoPT) באמצעות כריתת בלוטת הפאראתירואיד עם ננו-חלקיקי פחמן. מודל זה נועד לשפר את ההבנה של הומאוסטזיס של יוני מינרלים ולהעריך טיפולים חדשניים ל-HypoPT.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדע
- מדעי המוח
- אנדוקרינולוגיה
- מודלים של בעלי חיים
רקע
- היפופרתרואידיזם נרכש משפיע על מטבוליזם של סידן ופוספט.
- הבנת השפעתו על הומאוסטזיס של יוני מינרלים היא קריטית.
- טיפולים חדשניים דורשים מודלים בעלי חיים יעילים לצורך הערכה.
- ננו-חלקיקי פחמן מסייעים להסרה מדויקת של בלוטת הפרתירואיד.
מטרת המחקר
- להקים מודל חולדה נוח לשימוש של תת-פעילות של בלוטת הפרathyroidea נרכשת.
- לבחון את ההשפעות של סידן וויטמין D לפני הניתוח.
- לחקור את ההשפעה של אנלוגים של PTH על תחלופת עצם.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- טכניקה של כריתת בלוטת הפאראתירואיד (PTX) באמצעות ננו-חלקיקי פחמן.
- מיקרו-מניפולציה תחת מיקרוסקופ סטריאו.
- הערכה של הומאוסטזיס של יוני מינרלים לאחר הניתוח.
- הערכת יעילות הטיפול באמצעות אנלוגים של PTH.
תוצאות עיקריות
- המודל יציב ואינו פוגע בבלוטות התריס.
- מתן סידן וויטמין D טרום ניתוח מפחית את הסיכון להיפוקלצמיה.
- תובנות לגבי השפעות ארוכות טווח של אנלוגים של PTH על הגוף.
- מסייע במחקרים נוספים על היפופרתהירואידיזם.
מסקנות
- מודל החולדה שפותח מהווה כלי בעל ערך לחקר HypoPT.
- הוא יכול לסייע במתן מענה לשאלות קריטיות במחקר של היפופרתשיירואידיזם.
- מחקרים עתידיים יכולים להתבסס על מודל זה לצורך פיתוחים טיפוליים.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
מודלים חיים חסונים של היפו-פראתירואידיזם חיוניים להפחתת סיכונים בהיפותזות טיפוליות בשלבים מוקדמים ולאימות מטרות הקשורות להומאוסטזיס של יוני מינרלים. מודל חולדה לכריתת בלוטת הפראתירואיד בעזרת ננו-חלקיקי פחמן מאפשר השראה מדויקת וניתנת לשחזור של היפו-פראתירואידיזם, ובכך תומך בביטחון חיזוי בהערכה פרה-קלינית של אנלוגים ל-PTH והתערבויות קשורות. מודל זה נותן מענה לפער קריטי במחקר תרגומי ובסינון תיקי פיתוח במסלולי מחקר של הפרעות אנדוקריניות ומטבוליות.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר חקירה של מנגנוני מסלול ה-PTH וויסות יוני מינרלים במורד המסלול.
- תומך בהפחתת סיכונים ביולוגיים על ידי מידול מצבים של תת-פעילות של בלוטת הפראתירואיד הרלוונטיים לבני אדם בחולדות.
- מאפשר תיקוף תפקודי של מטרות עבור אנלוגים של PTH ותרופות קשורות.
- משפר את הביטחון החזוי לקידום מועמדים המכוונים למאזן סידן-פוספט.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מספק מערכת in vivo מועמדת למדידה כמותית של רמות סידן, זרחן ו-PTH בסרום.
- תומך בסטנדרטיזציה ובשחזור של הבדיקה להערכת יעילות תרכובות בתנאי היפופרתירואידיזם.
- מאפשר סריקה מהימנה של התערבויות המשפיעות על תחלופת עצם ומטבוליזם של מינרלים.
- מכין פלטפורמה ניתנת להרחבה למחקרים השוואתיים בין מולקולות מועמדות.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- תואם למדדי קצה הרלוונטיים למחלה עבור תת-פעילות של בלוטת הפרathyroid, כולל היפוקלצמיה והיפרפוספטמיה.
- תומך ברצף שבין גילוי מכניסטי לתיקוף פרה-קליני של אסטרטגיות טיפוליות.
- מאפשר קבלת החלטות לגבי קידום הפרויקט המותאמות לסיכון, על בסיס נתונים חסונים מדגמי בעלי חיים הרלוונטיים לבני אדם.
- מקל על חקירת ההשפעות ארוכות הטווח של אנלוגים ל-PTH והתערבויות קשורות.
שילוב תהליכי עבודה וצינור עיבוד
מודל זה משתלב ברצף שבין הגילוי לשלב הפרה-קליני, ומגשר בין מחקרים מכניסטיים מוקדמים לבין תיקוף תרגומי עבור תוכניות למחלות אנדוקריניות ומטבוליות.
- ביולוגיה של גילוי: תומך בבדיקת השערות על שסמני PTH והומיאוסטזיס של יוני מינרלים.
- סריקה: מספק תוצאות כמותיות הניתנות לשחזור עבור סידן, זרחן ו-PTH בנסיוב.
- אנליטיקה: מאפשר השוואה סטטיסטית של השפעות התערבות על חילוף חומרים של מינרלים ומחזור תאי של העצם.
- מחקר תרגומי: מספק מערכת רלוונטית למחלה להערכה פרה-קלינית של יעילות ובטיחות טיפולית.
- שימוש חוזר ארגוני: מבסס מודל ניתן לשימוש חוזר וניתן להרחבה עבור יוזמות מחקר שוטפות ועתידיות בנושא היפו-פרה-תירואידיזם.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי ומפחית עמימות מכניסטית בתיקוף של מטרה.
- ערך תפעולי: סטנדרטיזציה של יצירת מודלים והערכה כמותית לצורך הדירות ויכולת הרחבה.
- ערך אסטרטגי: מספק בסיס להחלטות go/no-go ומשפר את יעילות ההון על ידי הפחתת סיכון ביולוגי בשלבים מאוחרים.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתעדוף מותאם סיכון ובקידום של נכסים בתחומי הפרעות אנדוקריניות ומטבוליות.
שיקולי יישום
- נדרשת מומחיות במיקרוכירורגיה ובתפעול מיקרוסקופ סטריאוסקופי להסרה מדויקת של הבלוטה.
- נדרשת גישה למסמני ננו-חלקיקי פחמן ולערכות אנליטיות מתוקפות למדידות בסרום.
- דורש סטנדרטיזציה בין-צוותית של פרוטוקולים כירורגיים ואנליטיים לצורך הדירות.
- ייתכן שיהיה צורך בהתאמות עבור זני בעלי חיים שונים או עבור שאלות מחקר ספציפיות למגדר.
- ההצלחה תלויה בהזרקה מדויקת של ננו-חלקיקים ובזיהוי של בלוטות פאראתירואיד שאינן צבועות.
