הדמיה של פריציטים חיוניים ולא חיוניים במוח בפרוסות מוח לאחר דימום תת-עכבישי
18 באוגוסט 2023
החקירה הראשונית מאשרת כי דימום תת-עכבישי (SAH) גורם למוות של פריציטים במוח. הערכת התכווצות פריציטים לאחר SAH דורשת הבחנה בין פריציטים חיים ולא קיימא במוח. לפיכך, פותח הליך לסימון פריציטים במוח בני קיימא ושאינם בני קיימא בו זמנית בקטעי מוח, מה שמקל על תצפית באמצעות מיקרוסקופ קונפוקלי ברזולוציה גבוהה.
המחקר שלנו הראה עלייה משמעותית בתמותת פריציטים. לכן, החל מסוס חולה לאחר SAH, הוא הראה מתאם חיובי בין מספר הטפילים החיוניים הנמוך לבין הזמן שחלף לאחר SAH. הדמיה חיונית וטפילי מוח לא חיוניים בפרוסות מוח בעקבות SAH וטכניקות בידוד הטפילים, קידמו את המחקר בתחום שלי.
כיום, די קשה להבחין באופן מלא בין טפילים מתים לבין תאי אנדותל מתים. המחקר שלנו מצא אפופטוזיס תלוי התכווצות בטפילים לאחר SAH. פיתחנו פרוטוקול אמין מאוד, שמאפשר תיוג פלואורסצנטי, גם טפיל מוח תפקודי וגם טפיל מוח לא מתפקד במקטעי מוח, ובאותו הזמן.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מחקר זה בוחן את ההשפעות של דימום סוב-ארכנואידלי (SAH) על פריציטים במוח, תוך הדגשת המנגנונים של מוות תאי פריציטים ויכולת התכווצות. פותח מודל המשתמש בחתכי מוח של חולדה כדי להבחין בין פריציטים חיוניים לבלתי חיוניים. גישה זו מאפשרת דימוי ברזולוציה גבוהה להערכת חיוניות הפריציטים בעקבות SAH.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מדעי המוח
- ביולוגיה של התא
- מיקרוסקופיית אימונופלואורסצנציה
רקע
- דימום תת-עכבישי (SAH) ידוע כגורם למות פריציטים במוח.
- הבנת חיוניות הפריציטים לאחר SAH היא קריטית לפיענוח הנזק הנוירו-וסקולרי.
- שיטות קיימות מתקשות להבדיל באופן מספק בין פריציטים חיים ללא-חיים.
- טכניקות דימוי חדשות נחוצות כדי לצפות בשינויים בפריציטים ב-SAH.
מטרת המחקר
- להערכת כושר ההתכווצות של פריסיטים וחיוניות תאים לאחר SAH.
- לפיתוח פרוטוקול מהימן לסימון בו-זמני של פריסיטים חיוניים ובלתי חיוניים.
- לשיפור טכניקות דימוי לצורך תצפית טובה יותר על התנהגות פריסיטים בחתכי מוח.
שיטות שהשתמשו בהן
- פרוסות מוח של חולדה שימשו כמודל ex vivo לחקר פריציטים.
- SAH הושרה על ידי הזרקת דם אוטולוגי לתוך הציסטרנה הסופרסלרית (suprasellar cistern) של חולדות תחת הרדמה.
- במחקר נעשה שימוש בטכניקות של אימונופלואורסצנציה לסמן פריציטים ולהערכת חיוניות.
- שלבים מרכזיים כללו דגירה עם צבעים פלואורסצנטיים ובדיקות דימות באמצעות מיקרוסקופ קונפוקלי.
- הערכת חיוניות הפריציטים נבחנה בנקודות זמן שונות לאחר ה-SAH.
תוצאות עיקריות
- המחקר מצא עלייה משמעותית במוות של פריציטים החל משישה שעות לאחר SAH.
- נמצא מתאם חיובי בין מספר הפריציטים שאינם חיוניים לבין הזמן שחלף לאחר ה-SAH.
- מבחינה מכניסטית, נצפתה אפופטוזיס תלוית-התכווצות בפריציטים לאחר SAH.
- פריציטים חיוניים זוהו לצד גרסאות שאינן חיוניות באמצעות טכניקות של סימון פלואורסצנטי.
מסקנות
- מחקר זה מדגים שיטה מהימנה להבחנה בין פריציטים (pericytes) חיוניים לבלתי חיוניים לאחר SAH.
- הממצאים משפרים את ההבנה של דינמיקת הפריציטים בתגובות נוירו-וסקולריות לפגיעה.
- ההשלכות של המחקר חולות על הבנת פגיעות נוירו-וסקולריות בפתולוגיות מוחיות שונות.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
בידוד אמין של פריציטים חיוניים ובלתי חיוניים במוח בחתכי מוח אקוטיים בעקבות דימום סוב-עכביש (SAH) נותן מענה לפער קריטי בתיקוף של מטרות נוירו-וסקולריות. פרוטוקול זה מאפשר הערכה כמותית ברזולוציה גבוהה של כושר הכיווץ והחיוניות של הפריציטים, ובכך תומך בהפחתת סיכונים מנגנוניים בשלב הגילוי. גישה זו מגבירה את הביטחון החזוי בבחירת מטרות נוירו-וסקולריות בשלבים מוקדמים ובמיון תיקי פיתוח בתהליכי גילוי תרופות למערכת העצבים המרכזית (CNS).
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר ויזואליזציה ישירה וכימות של חיוניות פריציטים לאחר פגיעה לצורך תיקוף יעיל של המטרה.
- תומך בהפחתת סיכונים מכניסטיים על ידי קרילציה בין כיווצות פריציטים לבין שינויים מיקרו-וסקולריים לאחר SAH.
- מסייע בזיהוי מטרות נוירו-וסקולריות בעלות ערך טרנסלציוני חזוי.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מספק מערכת ex vivo מתוקפסת להערכה הדירה של תפקוד חיוניות של פריציטים.
- מספק פלטי דימות כמותיים המתאימים לסטנדרטיזציה של בדיקות ולתהליכי סינון המשכיים.
- מאפשר הערכה מהימנה של השפעת תרכובות על כושר הכיווץ וההישרדות של פריציטים בהקשר של רקמה רלוונטית למחלה.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתאים בין מדידות חיות ומכושר התכווצות של פריסייטים לבין סממנים ביולוגיים תרגומיים של פגיעה נוירו-וסקולרית.
- תומך ברציפות משלב הגילוי ועד לתיקוף פרה-קליני במודלים של כלי דם במערכת העצבים המרכזית (CNS).
- מספק מידע לקבלת החלטות מותאמות סיכון בנוגע לקידום תוכניות טיפוליות נוירו-וסקולריות.
שילוב תהליכי עבודה ופייפליין
פרוטוקול זה משתלב ברצף המוקדם שבין הגילוי לשלב הפרה-קליני עבור מטרות נוירו-וסקולריות, ובכך מגשר בין מחקרים מכניסטיים לבין תיקוף של מודלים תרגומיים.
- ביולוגיה של גילוי: מאפשרת בדיקת היפותזות על תפקוד לקוי של המיקרו-סירקולציה המתווך על ידי פריציטים לאחר SAH.
- סריקה: מספקת תוצרי דימות כמותיים הניתנים לשחזור לצורך פיתוח בדיקות ומיון תרכובות.
- אנליטיקה: תומכת בהשוואה סטטיסטית של חיוניות וכושר התכווצות של פריציטים בין תנאים ניסיוניים שונים.
- מחקר תרגומי: מקשר בין ממצאי ex vivo למודלים של פגיעה נוירו-וסקולרית in vivo לצורך התאמת ביומארקרים.
- שימוש חוזר ארגוני: מבסס תהליך עבודה הניתן לשימוש חוזר של דימות וסימון עבור פורטפוליים של מחקר כלי דם במערכת העצבים המרכזית (CNS).
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזוי בתיקוף מטרות נוירו-וסקולריות ומפחית עמימות מכניסטית.
- ערך תפעולי: מבצע סטנדרטיזציה של הערכת חיוניות פריציטים (pericytes) ודימות לצורך הדירות ויכולת הרחבה.
- ערך אסטרטגי: משפר את קבלת החלטות ה-go/no-go ואת יעילות ההון על ידי מתן אפשרות להפחתת סיכונים ביולוגית מוקדמת.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתעדוף מותאם סיכון של תוכניות נוירו-וסקולריות בהתבסס על נתוני חיוניות חסונים.
שיקולי יישום
- נדרשת מומחיות בדימות קונפוקלי ובטיפול ברקמות נוירו-וסקולריות.
- דורש גישה למיקרוסקופיית פלואורסצנציה מתקדמת ולתוכנה אנליטית.
- דורש סטנדרטיזציה של פרוטוקולי הסימון והדימות בין צוותים שונים.
- ייתכן שיהיה צורך בהתאמות עבור מודלים שונים של מחלות מערכת העצבים המרכזית (CNS) או עבור מינים שונים.
- הפירוש עלול להיות מוגבל על ידי ספציפיות הצבע וחפיפה עם סימון של תאי אנדותל.
שאלות נפוצות בתחום הביופארמה
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:06
Induction of the Murine Subarachnoid Hemorrhage Model and Brain Slice Preparation for Fluorescent Imaging
2:05
Labeling and Staining Rat Brain Pericytes for Fluorescent Imaging
3:40
Confocal Imaging of Vital and Non‐Vital Pericytes in Rat Acute Brain Slices
