בידוד אסטרוציטים טהורים ותאי מיקרוגליה מחוט השדרה של העכבר הבוגר עבור בדיקות חוץ גופיות ומחקרי שעתוק
20 באוקטובר 2023
פרוטוקול זה מתאר את הבידוד של אסטרוציטים מטוהרים ותאי מיקרוגליה מחוט השדרה של העכבר הבוגר, ומקל על יישומים עתידיים כגון ניתוח RNA ותרבית תאים. הוא כולל שיטות ונהלים מפורטים לדיסוציאציה של תאים שנועדו לשפר הן את האיכות והן את התפוקה של תאים מבודדים.
מטרת המחקר שלנו היא לאפיין אוכלוסיות תאים ספציפיות במערכת העצבים המרכזית, ובפרט בחוט השדרה, באמצעות מודלים פרה-קליניים של מחלות. ואנחנו מנסים לקבוע כיצד תאים אלה מושפעים בתנאים פתולוגיים ובנקודות זמן שונות. זה יכול להיות מאתגר לנתח תאים, במיוחד במערכת העצבים המרכזית מכיוון שהתאים במוח ובחוט השדרה יוצרים מטריצה מורכבת מאוד והכל מחובר בצורה הדוקה מאוד, כך שיכול להיות קשה לבודד תאים אלה מבלי לפגוע במערכת.
הפרוטוקול שלנו מטפל במגבלות בשיטות הקיימות לחקר מחלות חוט השדרה על ידי בידוד יעיל של אסטרוציטים של מיקרוגליה בת קיימא מחוט השדרה של עכבר בוגר קטן עשיר במיאלין. זה מאפשר מחקר חוץ גופי על מחלות הקשורות לחוט השדרה בניתוח במורד הזרם, וממלא פער מחקרי מכריע. פרוטוקול זה מציג מספר יתרונות כגון ניתוח אסטרוציטים ותאי מיקרוגליה בתנאים פתולוגיים ובנקודות זמן ספציפיות.
הוא גם מתמקד באופן ייחודי בבידוד תאי גלייה מחוט השדרה הבוגר הזה בלבד, למעט מעורבות מוחית. זה מאפשר לחוקרים לחקור פתולוגיות חוט השדרה ברמה התאית.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מחקר זה מאפיין אוכלוסיות תאים במערכת העצבים המרכזית, תוך התמקדות בבידוד אסטרוציטים ומיקרוגליה מחוט השדרה של עכבר בוגר. באמצעות פרוטוקול מעודכן, המחקר מאפשר יישומים עוקבים כגון אנליזת RNA ותרבית תאים, ובכך נותן מענה לאתגרים במחקרי פתולוגיות של חוט השדרה.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מדעי המוח
- ביולוגיה של התא
- פתולוגיה
רקע
- בידוד תאים מחוט השדרה הוא מאתגר בשל המטריקס המורכב שלו.
- התמקדות במיקרוגליה ובאסטרוציטים חיוניים מסייעת בהבנת מחלות של חוט השדרה.
- שיטות קיימות מתקשות לעיתים קרובות בהשגת תאים מבודדים באיכות גבוהה.
- פרוטוקול זה עוסק באופן ספציפי בבידוד תאי גליה ללא מעורבות של המוח.
מטרת המחקר
- לבחון כיצד אסטרוציטים ומיקרוגליה מושפעים תחת תנאים פתולוגיים.
- להקל על מחקר in vitro של מחלות הקשורות לחוט השדרה ולמלא פערים מחקריים.
- לפתח שיטה לבידוד סוגי תאים אלו מחוט השדרה של עכבר בוגר.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- השיטה העיקרית היא פירוק אנזימטי של רקמות חוט השדרה, ולאחריו מיון תאים.
- המודל הביולוגי שבו נעשה שימוש הוא חוט שדרה של עכבר בוגר, תוך התמקדות ספציפית באסטרוציטים ובמיקרוגליה.
- לא הוזכר תהליך עבודה של מולטי-אומיקה (multiomics).
- שלבים קריטיים כוללים טיפול זהיר ברקמה, שימוש בתערובות אנזימים ספציפיות וסנטריפוגציה לפי צפיפות.
- מיון התאים השיג חיוניות של 92-93% בתרביות המבודלות.
תוצאות עיקריות
- בידוד מוצלח של מיקרוגליה ואסטרוציטים המראים חיוניות ותגובות תאיות.
- עד היום הרביעי, נצפו שינויים מורפולוגיים מובחנים בשני סוגי התאים.
- האסטרוציטים יצרו שכבה קוהרנטית רציפה (confluent), בעוד שהמיקרוגליה הראו מספר קטן יותר של שלוחות.
- אישור של חיוניות תאית גבוהה מעיד על יעילות הפרוטוקול.
מסקנות
- המחקר מדגים שיטה מהימנה לבידוד אוכלוסיות ספציפיות של תאי גליה מחוט השדרה.
- התקדמות זו מאפשרת מחקרים מפורטים של פתולוגיות בחוט השדרה ברמה התאית.
- לממצאים יש השלכות על הבנת מנגנוני מחלה בחוט השדרה.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
בידוד יעיל של אסטרוציטים ומיקרוגליה טהורים מחוט השדרה של עכבר בוגר מאפשר ניתוחים ספציפיים לתאים הרלוונטיים למחלה, שהם קריטיים למחקר על דלקת עצבית וניוון עצבי. יכולת זו תומכת בהפחתת סיכונים מנגנונית ובביטחון חיזוי בממשק שבין שלב הגילוי לשלב הפרה-קליני, במיוחד עבור פתולוגיות של חוט השדרה. התמקדות הפרוטוקול ברקמה בוגרת ובספציפיות של חוט השדרה מחזקת את הרצף התרגומי ואת קבלת ההחלטות לגבי תיקי פיתוח של תרופיתים המיועדים למערכת העצבים המרכזית (CNS).
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופרמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בחינה של תפקוד תאי גלייה ותגובתם תחת תנאים פתולוגיים הרלוונטיים למחלות של חוט השדרה.
- תומך בהפחתת סיכונים ביולוגיים על ידי אספקת אוכלוסיות תאים טהורות ובריאות למחקרים מכניסטיים.
- מסייע בתיקוף תפקודי של מטרות על ידי בידוד של אסטרוציטים ומיקרוגליה הרלוונטיים למחלה מרקמות של בוגרים.
סריקה ופיתוח בדיקות (Assay)
- מספק מערכות תאי מקור מאושרות לבדיקות in vitro ולהפרופיל טרנסקריפטומי בהמשך התהליך.
- משפר את השחזוריות והסטנדרטיזציה של הבדיקות על ידי הבטחת חיוניות ותהירות תאים גבוהה.
- מאפשר הערכה אמינה של תרכובות במודלים של תאי גליה הרלוונטיים למחלה.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתיישב עם גילוי ביומרקרים תרגומיים על ידי מתן אפשרות לניתוחים מולקולריים ופרוטאומיים של תאי גליה מבודדים.
- תומך ברציפות משלב הגילוי ועד לתיקוף פרה-קליני במודלים של פגיעה בחוט השדרה וניוון עצבי.
- מפחית את הסיכון בקידום נכסים המכוונים למערכת העצבים המרכזית (CNS) באמצעות אספקת תובנות מכניסטיות לגבי התנהגות תאי גליה.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת נתונים
פרוטוקול זה משתלב ברצף שבין הגילוי לשלב הפרה-קליני על ידי אספקת אוכלוסיות טהורות של תאי גליה לצורך בדיקת השערות, פיתוח בדיקות ואפיון מולקולרי במודלים של מחלות בחוט השדרה.
- ביולוגיה של גילוי: מאפשרת מחקרים מונחי-היפותזה על תפקוד אסטרוציטים ומיקרוגליה בפתולוגיה של חוט השדרה במבוגרים.
- סריקה: מספקת פלטפורמות של בדיקות מבוססות-תאים כמותיות וניתנות לשחזור לבחינת תרכובות.
- אנליטיקה: תומכת בקריאות טרנסקריפטומיות ופרוטאומיות לצורך ניתוח השוואתי של תנאים.
- מחקר טרנסלציונלי: מסייעת בהלימה של סמנים ביולוגיים וברצף מכניסטי בין מודלים פרה-קליניים.
- שימוש חוזר ארגוני: מבססת תהליך עבודה בר-שימוש חוזר לבידוד תאי גליה ראשוניים מרקמות מערכת העצבים המרכזית (CNS) של מבוגרים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזוי ומפחית עמימות מכניסטית במודלים של מחלות CNS.
- ערך תפעולי: מבצע סטנדרטיזציה של בידוד ותרבית של תאי גליה ראשוניים עם חיוניות וטוהר גבוהים.
- ערך אסטרטגי: משפר את קבלת החלטות go/no-go ואת יעילות ההון עבור תוכניות המכוונות ל-CNS.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תעדוף מותאם סיכון של נכסים המכוונים לפתולוגיות של חוט השדרה.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בטיפול ברקמות CNS ובטכניקות בידוד תאים.
- נדרשת גישה למכשור ייעודי לפירוק אנזימטי למיון תאים מגנטי.
- דורש סטנדרטיזציה בין צוותים להבטחת הדירות במחקרים רב-מרכזיים.
- עשוי לדרוש התאמה עבור אזורי CNS שונים או מודלים של מחלות.
- תלוי בזמינות של ריאגנטים מתוקפים ומודלים של עכברים בוגרים.
