שכפול והרמוניזציה במחקר באמצעות סטנדרטים ביולוגיים: הדוגמה של אגוניסט טסיות פפטיד הקשור לקולגן
4 באוגוסט 2023
כאן אנו מציגים שיטה לסטנדרטיזציה של אגוניסט טסיות הדם פפטיד הקשור לקולגן צולב (CRP-XL) באמצעות אגרגומטריה של העברת אור. בעוד שהפרוטוקול מכוון לתפקוד טסיות הדם, ניתן ליישם את התהליך הניסיוני על רוב המולקולות הביולוגיות והבדיקות הביולוגיות כדי להבטיח קפדנות מדעית ויכולת שחזור.
חוקרים במעבדות MHRA South Mimms מפתחים תקני ייצור ביולוגיים כבר למעלה מ-60 שנה, וריאגנטים ייחוס אלה משמשים להבטחת האיכות, העקביות והבטיחות של תרופות ביולוגיות ואבחון. תקני NIB של MHRA תומכים בתרגום של מוצרים טיפוליים חדשניים, כמו גם בבקרה על תרופות מבוססות. במעבדות MHRA South Mimms אנו משתמשים בטכנולוגיות חדישות כדי לייצר חומרים התומכים בפיתוח וברגולציה של חידושים טיפוליים חדשניים.
תקנים ביולוגיים עדיין אינם מנוצלים מספיק על ידי אקדמאים במדעי הביולוגיה בשל חוסר חילופי ידע. זה משפיע לרעה על איכות המחקר ותורם למשבר השחזור. סטנדרטיזציה ביולוגית מבטיחה שניסויים יהיו ניתנים לשחזור ללא קשר למקום או למועד ביצועם.
חוסר ידע מתאים בעקרונות מטרולוגיים בסיסיים ובהכשרה פוגע בקפדנות המדעית ומשפיע לרעה על יכולת השחזור. למרות שהפרוטוקול שלנו מתמקד בסטנדרטיזציה של מדידת תפקוד טסיות, ניתן ליישם את התרגול על כל מערכת ביולוגית. החלת סטנדרטיזציה ביולוגית על פרקטיקות מחקר לא רק תיצור סטנדרטיזציה של ניסויים ביולוגיים, אלא גם תסייע לטפל בחוסר עקביות ובחוסר ההרמוניה המערער את המחקר.
סקירה כללית
מחקר זה מציג שיטה לסטנדרטיזציה של האגוניסט לטסיטים פפטיד הקשור לקולגן המצולב (CRP-XL) באמצעות אגרגומטריה של תמסורת אור. הפרוטוקול, למרות שמתמקד בתפקוד טסיות דם, ניתן ליישום על מולקולות ביולוגיות ובדיקות ביולוגיות שונות כדי להגביר את הדיוק המדעי ואת יכולת השחזור.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מדידת תפקוד טסיות דם
- סטנדרטיזציה ביולוגית
- אגרגומטריה של תמסורת אור
רקע
- סטנדרטים ביולוגיים מבטיחים איכות ובטיחות בתרופות ביולוגיות.
- סטנדרטיזציה היא חיונית לשחזוריות במחקר.
- קיים חסר בחילופי ידע בנוגע לסטנדרטים ביולוגיים בקרב אקדמאים.
- הכשרה לקויה בעקרונות המטרולוגיים עלולה לפגוע בדיוק המדעי.
מטרת המחקר
- לסטנדרטיזציה של מדידת תפקודי טבקיות באמצעות CRP-XL.
- לקידום היישום של סטנדרטיזציה ביולוגית בפרקטיקות מחקריות.
- לטיפול בחוסר עקביות בניסויים ביולוגיים.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- דילול של CRP-XL בתמיסת באפר של הבדיקה (assay buffer) להשראת אגרגציה של טסיות דם.
- הכנת סדרת דילול עבור הריאגנטים הסטנדרטיים והנבדקים כאחד.
- שימוש באגרגומטריה של תמסורת אור (light transmission aggregometry) לרישום תגובות אגרגציה של טסיות דם.
- ניתוח נתונים באמצעות רגרסיה לא ליניארית לקביעת העוצמה (EC50).
תוצאות עיקריות
- נצפתה תגובת אגרגציה ברורה בריכוז 0.075 µg/mL עבור הסטנדרט.
- לא נצפתה תגובה עבור הריאגנט הנבדק בריכוז התואם.
- חושבו ערכי EC50 עבור הסטנדרט ועבור הריאגנטים הנבדקים.
- נקבעה הסמיכות היחסית (Relative potency) באמצעות השוואת ערכי ה-EC50.
מסקנות
- סטנדרטיזציה משפרת את השחזוריות בניסויים ביולוגיים.
- הכשרה נאותה במטרוлогия חיונית לדיוק מדעי.
- יישום הפרוטוקול יכול לשפר את איכות המחקר במערכות ביולוגיות שונות.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
סטנדרטיזציה באמצעות חומרי ייחוס ביולוגיים היא קריטית להבטחת השחזוריות וההרמוניזציה לאורך תהליכי מחקר גילוי ומחקר תרגומי. יישום עקרונות מטרולוגיים בבדיקות אגוניסטים של טסיות דם, כגון CRP-XL באגרגומטריה של העברת אור, נותן מענה ישיר למשבר השחזוריות ותומך בהשוואה איתנה של נתונים בין אתרים ובמרווחי זמן. יכולת זו מהווה בסיס לביטחון בממצאי שלבי הגילוי המוקדמים ומאפשרת קבלת החלטות בין-תפקודית אמינה בתיקי המו"פ של חברות ביו-פרמה.
יישומים אסטרטגיים במו"פ של ביו-פארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר השוואה קפדנית של פעילות ביולוגית בין ריאגנטים לבדיקה לריאגנטים סטנדרטיים לצורך תיקוף מטרה.
- מפחית עמימות מכניסטית על ידי כימות הבדלי עוצמה באמצעות ערכי EC50.
- תומך בביטחון חיזוי בחקירת מסלולים ובתוצרי בדיקות תפקודיות.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מקל על הכנת סדרות דילול מתוקפות לביצועי בדיקה הדירים.
- מסטנדרט את הקריאות הכמותיות, ומבטיח השוואתיות של הבדיקה בין סדרות ואתרים שונים.
- מאפשר ביצוע השוואה (benchmarking) מהימנה של אגוניסטים חדשים או חומרי בדיקה אל מול סטנדרטים מבוססים.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מעודד הרמוניזציה של נתוני בדיקות ביולוגיות (bioassay) להמשכיות תרגומית משלב הגילוי למחקרים פרה-קליניים.
- תומך בקידום מותאם סיכונים על ידי אספקת קביעות עוצמה (potency) חסונות עבור מולקולות מועמדות.
- מענייה על שונות בין-מעבדתית, ובכך מחזק את הבסיס להתאמת סמנים ביולוגיים (biomarkers) ולמידול פרה-קליני.
שילוב זרימה ותהליכי עבודה
פרוטוקול סטנדרטיזציה זה משתלב בממשק שבין גילוי מוקדם, פיתוח בדיקות ומחקר תרגומי, ומספק בסיס לזיהוי מובילים (leads) מהימן ולאישור פרה-קליני.
- ביולוגיה של גילוי: תומכת בבדיקת היפותזות ובהפחתת סיכונים ביולוגיים על ידי מתן אפשרות להשוואות ישירות של עוצמה (potency).
- סריקה: מספקת תוצאות כמותיות הניתנות לשחזור לצורך מוכנות של בדיקות והערכת תרכובות.
- אנליטיקה: מספקת מדידות מבוססות EC50 ובדיקות מקביליות להבטחת שלמות הנתונים.
- מחקר תרגומי: מסייעת להמשכיות של הגדרות פעילות ביולוגית לאורך שלבי המחקר.
- שימוש חוזר ארגוני: מבססת מסגרת הניתנת לשימוש חוזר לסטנדרטיזציה של בדיקות ביולוגיות מגוונות מעבר לתפקוד טסיות דם.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזוי ומפחית אי-ודאות מכניסטית בבדיקות תפקודיות.
- ערך תפעולי: מקדם סטנדרטיזציה, שחזור והרמוניזציה של הבדיקות בין צוותים ואתרים שונים.
- ערך אסטרטגי: מאפשר קבלת החלטות מושכלות לגבי המשך התקדמות (go/no-go) וניהול יעיל של תיק הנכסים מבחינת הון.
- השפעה על תיק הנכסים: תומך בתעדוף מותאם סיכונים ובקידום נכסי גילוי ונכסים תרגומיים.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות במטרולוגיה, תכנון בדיקות (Assay design) וניתוח רגרסיה לא-ליניארית.
- דורש גישה לחומרי ייחוס מתוקפים ולמכשור אנליטי עבור אגרגומטריה.
- דורש הסכמה בין צוותים על פרוטוקולי סטנדרטיזציה ותהליכי עבודה לניתוח נתונים.
- ניתן להתאמה למערכות ביולוגיות שונות ולפלטפורמות בדיקה שונות עם תיקוף מתאים.
- תלוי בהכשרה עקבית ובחילוף ידע כדי למקסם את יתרונות השחזוריות.
