אפיון In vivo של השפעות כימיות משבשות אנדוקריניות באמצעות עכבר מחוון פעולה של הורמון בלוטת התריס
6 באוקטובר 2023
מודל העכבר Thyroid Hormone Action Indicator פותח כדי לאפשר כימות ספציפי לרקמה של פעולת הורמון בלוטת התריס המקומית באמצעות מנגנון הבקרה האנדוגני שלו. לאחרונה הוכח כי המודל מתאים לאפיון כימיקלים משבשי אנדוקרינית המקיימים אינטראקציה עם כלכלת הורמוני בלוטת התריס, הן במתודולוגיות ex vivo והן במתודולוגיות in vivo .
משבשים אנדוקריניים הם מזהמים נוכחים יותר ויותר והם יכולים להפריע מאוד לכלכלת הורמוני בלוטת התריס. זהו חשש מרכזי מכיוון שהורמוני בלוטת התריס הם רגולטורים חשובים של תפקוד ביולוגי. אחת המטרות העיקריות שלנו היא למדוד אם מולקולות מסוימות והמטבוליטים שלהן מסוגלים לשבש את כלכלת הורמוני בלוטת התריס in vivo ביונקים.
אמנם יש שיטות סינון עבור תרכובות כאלה, מעט ידוע על איך הם פועלים in vivo על רקמות. זאת בשל היעדר מערכות בדיקה מתאימות שמטרתן לאפיין את ההשפעות הספציפיות לרקמות. בנוסף, זה ידרוש מדידה כמותית של פעולה מקומית של הורמון בלוטת התריס שגם היא מאתגרת.
פיתחנו את מדד הפעולה של הורמון בלוטת התריס, או מודל עכבר תאילנדי, כדי לאפיין את פעולת הורמון בלוטת התריס ברקמות. הבנו שזה יהיה מספיק כדי למדוד את ההשפעות הקשורות לבלוטת התריס של משבשים אנדוקריניים באופן ספציפי לרקמות. יש לציין כי המודל התאילנדי יאפשר לנו לעשות זאת באורגניזם של יונקים חיים.
מודל THAI מאפשר זיהוי in vivo של שינויים אנדוגניים בפעילות הורמוני בלוטת התריס המקומיים באמצעות הדמיה ביולומינסנטית. זה מאפשר שימוש בעיצובי קרוסאובר, מחקרי מעקב, מחקרי שליטה עצמית וחשיפה מתמשכת למשבשים. יש לציין כי מודל THAI מאפשר לנו להפחית את מספר בעלי החיים הנדרש המשמש במחקר.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מודל העכבר THAI (Thyroid Hormone Action Indicator) פותח כדי לאפשר כימות ספציפי לרקמה של פעולת הורמון בלוטת התריס מקומית. מודל זה שימושי במיוחד לאפיון ההשפעות של כימיקלים משבשים את מערכת ההורמונים על משק הורמוני בלוטת התריס, הן באמצעות מתודולוגיות ex vivo והן באמצעות מתודולוגיות in vivo.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- אנדוקרינולוגיה
- טוקסיקולוגיה
- דימות In vivo
רקע
- משבשי אנדוקרין עלולים להפריע למאזן הורמוני התריס ביונקים.
- הורמוני התריס הם רגולטורים חיוניים של תפקודי ביולוגיים.
- לשיטות סריקה קיימות עבור משבשים אנדוקריניים יש מגבלות בהערכת השפעותיהם הספציפיות לרקמה in vivo.
- קיים צורך במערכות בדיקה המסוגלות למדוד באופן כמותי פעולה מקומית של הורמוני התריס.
מטרת המחקר
- אפיון פעולת הורמוני התריס ברקמות באמצעות מודל העכבר THAI.
- מדידה של השפעות ספציפיות לרקמה של משבשי אנדוקרין in vivo.
- הערכת ההשפעה של מולקולות ספציפיות ומטבוליטים שלהן על מאזן הורמוני התריס.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- מודל העכבר THAI משמש לדימוי in vivo של פעולת הורמון התריס.
- בעלי החיים עוברים דימוי ביולומינסנציה כדי לזהות שינויים בפעילות מקומית של הורמון התריס.
- לוסיפרין מוזרק באופן אינטraperitוני לצורך הערכה באמצעות דימוי.
- הניטור כולל הגדרות זמן דימוי וניתוח של אזורי עניין (ROIs) ספציפיים.
תוצאות עיקריות
- דימוי in vivo חשף אותי לוסיפרהרזים בסיסיים גבוהים יותר באזורים ללא פרווה, כגון כריות הרגליים והזנב.
- פעילות משמעותית של הורמון התריס נרשמה ברקמת השומן החום במהלך עקה מקור.
- נמצא כי הטיפול לא השפיע על אותי לוסיפרהרזים מאזורים מסוימים.
- מחקרי דימוי עקבו אחר הצטברות וסילוק של המשבש האנדוקרי diclazuril לאורך שלושה שבועות.
מסקנות
- מודל ה-THAI מאפשר הבנה in vivo של דינמיקת הורמוני התריס והשיבוש שלהם על ידי כימיקלים.
- מודל זה מקל על אפיון השפעותיהם של משבשי אנדוקרין באורגניזם חי, ובכך עשוי להפחית את מספר בעלי החיים הדרושים למחקרים.
- להשלכות הדבר יש השפעה על הבנה טובה יותר של ויסות הורמוני התריס ושל השפעות מזהמים סביבתיים על פיזיולוגיה של יונקים.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית לדרג הניהולי
כימיקלים המשבשים את מערכת ההורמונים (EDCs) מהווים אתגר משמעותי עבור מו and פיתוח (R&D) בביופארמה, בשל השפעותיהם המורכבות והספציפיות לרקמה על פעולת הורמוני התריס (TH). מודל העכברים THAI מאפשר הערכה כמותית, in vivo, של הפרעה מקומית של TH, ובכך תומך בביטחון חיזוי בזיהוי מוקדם של סיכונים ובצמצום סיכונים מנגנוניים. יכולת זו היא קריטית למיון תיקי פיתוח וקידום תרכובות בעלות פרופילי סיכון אנדוקריני נמוכים יותר.
יישומים אסטרטגיים במחקר ובפיתוח בביופארמה&ד'
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בחינה ישירה של השפעת משבשי דשמי אנדוקריניים (EDC) על מסלולי הורמוני התריס in vivo.
- תומך בהפחתת סיכונים מכניסטיים על ידי הבחנה בין השפעות ספציפיות לרקמה להשפעות סיסטמיות.
- מאפשר תיקוף פונקציונלי של מטרות עבור סיכונים הקשורים למערכת ההורמונלית.
- משפר את הביטחון החזוי (predictive confidence) לצורך קבלת החלטות על קידום תרכובות.
סריקה ופיתוח בדיקות
- מספק מערכת in vivo מתוקתקת למדידה כמותית של פעילות TH.
- מאפשר הערכה אורכית וניתנת לשחזור של השפעות תרכובות באותו בעל חיים.
- תומך בסטנדרטיזציה של בדיקות עבור תהליכי סריקה של EDC.
- מאפשר הערכה ניתנת להרחבה של תערובות ומטבוליטים הרלוונטיים לחשיפות בעולם האמיתי.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתואם עם מודלים של שיבוש אנדוקריני הרלוונטיים למחלה לצורך פיתוח ביומרקרים תרגומיים.
- מאפשר רציפות משלב הגילוי ועד לאישור פרה-קליני של סיכונים אנדוקריניים.
- תומך בקידום מותאם סיכונים באמצעות אספקת ראיות in vivo לשיבוש ספציפי לרקמה.
- מקל על ביצוע מחקרים אורכיים על השפעות כרוניות או השפעות של גמילה מ-EDCs.
שילוב תהליכי עבודה וצינור עיבוד
מודל העכברים THAI נטמע ברצף השלב המחקרי ועד לשלב הפרה-קליני, ומגשר בין זיהוי סיכונים מוקדם לבין תיקוף תרגומי של שיבוש אנדוקריני.
- ביולוגיה של הגילוי: מדידה כמותית של פעילות TH ספציפית לרקמה כדי להבהיר מנגנוני EDC וסיכון ביולוגי.
- סריקה: אספקת תוצאות כמותיות הניתנות לשחזור לצורך תעדוף ומיון של EDC.
- אנליטיקה: אספקת מדידות ביולומינצנציה חסונות להשוואה סטטיסטית בין תנאים ונקודות זמן.
- מחקר תרגומי: תמיכה בהלימה עם נקודות קצה אנדוקריניות רלוונטיות לבני אדם ואסטרטגיות של סמנים ביולוגיים.
- שימוש חוזר ארגוני: הצעת פלטפורמה ניתנת לשימוש חוזר ולהתאמה למגוון מחקרי EDC והערכת סיכונים אנדוקריניים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי ומפחית עמימות מנגונית בהערכת שיבוש אנדוקריני.
- ערך תפעולי: מיישם סטנדרטיזציה של זרימות עבודה in vivo ומפחית את השימוש בבעלי חיים באמצעות תכנוני בקרה עצמית אורךית.
- ערך אסטרטגי: מאפשר קבלת החלטות go/no-go טובה יותר ויעילות הון על ידי הפחתת סיכונים של פגיעה אנדוקרינית בשלב מוקדם.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתעדוף מותאם סיכונים ובקידום של תרכובים בטוחים יותר.
שיקולים ביישום
- דורש מומחיות בדימות in vivo וטיפול בעכברים טרנסגניים.
- נדרשת גישה למכשור דימות ביולומינצנטי ותוכנת ניתוח תואמת.
- דורש סטנדרטיזציה בין-צוותית של פרמטרי הדימות וזרימות העבודה של ניתוח הנתונים.
- ניתן להתאמה למספרי טיפולים שונים ותערובות EDC, אך מוגבל לחקירת מסלול ה-TH.
- מגבלות מעשיות כוללות הפרעה מצד הפרווה ושונות של אותים באזורים ספציפיים.
