דגימת נוזל מוחי ודם מווריד זנב לטרלי בחולדות במהלך רישומי EEG
1 בספטמבר 2023
הפרוטוקול מראה איסוף חוזר של נוזל המוח השדרה ודם מחולדות אפילפטיות, המבוצע במקביל לניטור וידאו-אלקטרואנצפלוגרם רציף (EEG). אלה חיוניים לחקר קשרים אפשריים בין שינויים במולקולות שונות של נוזל הגוף לבין פעילות התקפים.
במחקר שלנו, אנו שואפים למצוא סמנים ביולוגיים אבחוניים ופרוגנוסטיים לאפילפסיה. על מנת לאמת אותם בנוזלים ביולוגיים, אנו משווים את רמות החומרים הספציפיים בנוזל השדרה ובפלזמה עם התרחשות של התקפים ספונטניים בחולדות. כיום כמה חומצות ריבונוקלאיות קטנות שאינן מקודדות כמו miRNA או מקטעי tRNA זוהו כסמן ביולוגי במחזור לאפילפסיה, אך יש לאשר את יעילותן ככלי אבחון או פרוגנוסטיקה יעיל ואמין באפילפסיה.
סמנים שונים לאפילפסיה, אנו מושכים באופן שגרתי פלזמה ו- CSF של חולדות אפילפטיות. בעת ביצוע הקלטת EEG, התלמידים מוצאים התקפים ספונטניים. כאשר אנו חוזרים על הדגימה על פני מספר ימים, אנו יכולים להתאים את רמות הסמנים עם התרחשות התקף יחיד או ההשפעה המצטברת שלהם.
האתגר הנוכחי הוא להשיג כמות מספקת של דגימות באיכות גבוהה עבור ההליכים האנליטיים הבאים מבלי לגרום להתקפים מעוררי לחץ בבעלי חיים הנגרמים על ידי מניפולציה שלהם, אשר עלולים להפריע לרמות המולקולות הנחקרות. יש צורך רפואי דחוף שלא נענה לגלות סמנים ביולוגיים עבור אנשים עם אפילפסיה, במיוחד אלה פרוגנוסטיים ומסוכנים. דגימות פלזמה ו-CSF במקביל לניטור פרכוסי EEG מאפשרות התקדמות משמעותית למציאת הסמן המתאים.
טכניקת גמילת הדם של וריד הזנב שלנו מייצרת דגימות פלזמה נטולות המוליזה באיכות גבוהה, מכיוון שהיא אינה דורשת ואקום או חליבת זנב. לניקוב Cisterna magna בו אנו משתמשים כדי לדגום CSF יש סטריליות טובה יותר וסיכון נמוך יותר לאובדן שתל ראש בהשוואה למערכת משומרת.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מחקר זה בוחן סמנים ביולוגיים פוטנציאליים לאפילפסיה על ידי השוואת דגימות של נוזל חוט השדרה (CSF) ופלזמה שנלקחו מחולדות אפילפטיות במהלך ניטור התקפים ספונטניים באמצעות וידאו-אלקטרואנצפלוגרם (EEG). הגישה שואפת לבסס קורלציה בין רמותיהם של מולקולות שונות לבין פעילות התקפים, תוך התייחסות לסוגיות של איכות הדגימות וניהול סטרס בבעלי החיים.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מדעי המוח
- מחקר אפילפסיה
- אלקטרופיזיולוגיה
רקע
- זיהוי של ביומרקרים מהימנים לאפילפסיה הוא קריטי לאבחנה ולפרוגנוזה.
- מחקרים נוכחיים בוחנים חומצות ריבנוקלאיות קצרות שאינן מקודדות כביומרקרים פוטנציאליים.
- קיימים אתגרים באיסוף דגימות באיכות גבוהה מבלי לגרום לפרכוסים המושרים על ידי סטרס.
- דגימה סימולטנית של CSF ופלזמה מספקת תובנות משמעותיות לגבי שינויים הקשורים לפרכוסים.
מטרת המחקר
- זיהוי של ביומרקרים אבחנתיים ופרוגנוסטיים לאפילפסיה.
- הסקת מתאם בין שינויים מולקולריים בנוזל החוט השדרה (CSF) ובפלסמה לבין התרחשותם של התקפים.
- שיפור טכניקות הדגימה כדי להבטיח איכות נתונים גבוהה מבלי לגרום למצבי סטרס בחולדות.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- ניטור אלקטרופיזיולוגי באמצעות video-EEG בחולדות אפילפטיות.
- דגימת נוזל מוחי-שרירי ופלזמה בנקודות זמן מרובות לצורך ניתוח סמנים ביולוגיים.
- שיטות חדשניות לאיסוף דם למניעת המוליזה ולשיפור איכות הדגימות.
- אקלמיזציה התנהגותית של החולדות ושימוש בכלוב פאראדיי כדי למזער הפרעות חיצוניות במהלך הקלטת ה-EEG.
תוצאות עיקריות
- איסוף מקבילי מוצלח של דגימות דם ו-CSF הדגים שיפורים באיכות הדגימות באמצעות טכניקות ששונהו.
- ביסוס של שיטה המפיקה דגימות פלזמה ללא המוליזה לצורך אנליזה טובה יותר.
- דגימות חוזרות צפויות להניב קורלציות בין רמות הסמנים לבין התרחשות התקפי אפילפסיה.
- הודגשו תיקוף של טכניקות איסוף הדגימות והשפעתן על איכות הנתונים.
מסקנות
- מחקר זה מספק מתודולוגיות בסיסיות לחקר ביומרקרים באפילפסיה שעשויות להוביל לשיפור בכלי האבחון.
- שימוש בטכניקות דגימה וניתוח משופרות עשוי לאפשר הבנה טובה יותר של מנגנוני ההתקפים ולהוביל לאסטרטגיות טיפוליות חדשניות.
- הממצאים מדגישים את חשיבות ניהול הסטרס במודלים של בעלי חיים כדי להפיק תובנות ביולוגיות מהימנות.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
דגימה מקבילה של נוזל חוט השדרה ופלסמה במהלך התקפים תחת ניטור EEG בחולדות מאפשרת גילוי מדויק של סמנים ביולוגיים לאפילפסיה. גישה זו נותנת מענה לצורך הקריטי בסמנים ביולוגיים תרגומיים על ידי מזעור ארטיפקטים הנגרמים מהדגימה ותמיכה במתאם מולקולרי חסון עם אירועי המחלה. המתודולוגיה מחזקת את הביטחון החיזוי בשלבי תיקוף המטרה והסמכת הסמנים הביולוגיים של תהליכי פיתוח תרופות נוירו-תרפויטיות.
יישומים אסטרטגיים במו"פ של ביו-פארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר מתאם ישיר בין שינויים מולקולריים ב-CSF ובפלסמה לבין אירועי פרכוסים לצורך הפחתת סיכונים מכניסטיים.
- תומך בתיקוף פונקציונלי של ביומארקרים מועמדים במערכת רלוונטית למחלה.
- מקל על בדיקה איטרטיבית של היפותזות לאורך מספר נקודות זמן כדי לדייק את רמת הביטחון ביעד.
סריקה ופיתוח בדיקות (Assay)
- מספק פלזמה באיכות גבוהה ללא המוליזה ודגימות CSF צלילות לבדיקות כמותיות בהמשך התהליך.
- מנרמל את איסוף הדגימות כדי להפחית שונות ולשפר את השחזוריות של הבדיקה.
- מאפשר הערכה מהימנה של סמנים מולקולריים עבור פאנלים של סריקה אבחנתית ופרוגנוסטית.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מסנכרן את גילוי הביומארקרים עם נקודות קצה תרגומיות באמצעות שילוב של נתונים מולקולריים ואלקטרופיזיולוגיים.
- תומך ברציפות מהתיקוף הפרה-קליני ועד להסמכת סממנים ביולוגיים קליניים במחקר באפילפסיה.
- מפחית משתנים מתבלבלים על ידי מזעור ארטיפקטים מושריים-עקה במהלך הדגימה.
שילוב בקו התהליך ובזרימת העבודה
שיטה זו משתלבת ברצף שבין הגילוי לשלב הפרה-קליני על ידי מתן אפשרות לאיסוף מסונכרן של נתונים מולקולריים ואלקטרופיזיולוגיים במודלים של מחלה.
- ביולוגיית גילוי: תומכת בזיהוי סמנים ביולוגיים המונחה על ידי היפותזות המקושרות לפעילות אפילפטית.
- סקר (Screening): מספקת דגימות איכותיות וניתנות לשחזור עבור בדיקות מולקולריות כמותיות.
- אנליטיקה: מספקת מדידות מצומדות של CSF ופלזמה לצורך השוואה סטטיסטית חסונה בין תנאים ניסיוניים.
- מחקר תרגומי: מגשרת בין ממצאים פרה-קליניים לאסטרטגיות של סמנים ביולוגיים קליניים באפילפסיה.
- שימוש חוזר ארגוני: מציעה פרוטוקול דגימה סטנדרטי וזעיר-פולשני הניתן להתאמה למודלים אחרים של מחלות במערכת העצבים המרכזית (CNS).
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזוי בתיקוף של סמנים ביולוגיים ומפחית עמימות מכניסטית.
- ערך תפעולי: משפר את איכות הדגימות, את הסטנדרטיזציה ואת יכולת ההרחבה עבור מחקרים הנמשכים מספר ימים.
- ערך אסטרטגי: משפר את תהליכי קבלת ההחלטות (go/no-go) ואת יעילות ההון על ידי מתן אפשרות להפחתת סיכונים מוקדמת של מועמדים לסמנים ביולוגיים.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתיעדוף מותאם-סיכון של תוכניות לסמנים ביולוגיים תרגומיים בהפרעות של מערכת העצבים המרכזית (CNS).
שיקולי יישום
- נדרשת מומחיות בפרוצדורות סטריאוטקסיות ובניטור EEG במודלים של בעלי חיים קטנים.
- נדרשת גישה למיכשור ייעודי לאיסוף וניתוח של CSF ופלסמה.
- נדרשת סטנדרטיזציה קפדנית בין צוותים כדי להבטיח הדירות (reproducibility) בין מחקרים.
- ניתן להתאימה למערכות EEG מקובעות (tethered) או למערכות טלמטריה לצורך תכנון ניסויי גמיש.
- יש לבצע אופטימיזציה לתדירות הדגימה ולטיפול בבעלי החיים כדי למזער משתנים מתערבים הנובעים מסטרס.
