3D血管造影法を用いた In vivo ヒツジモデルにおける下大静脈のコンプライアンスと拡張性の定量化
2024年4月26日
このプロトコルでは、カテーテル法と3D血管造影法を生存手順として使用して、静脈のコンプライアンスと伸展性の in vivo 定量化が可能になり、さまざまな潜在的なアプリケーションが可能になります。
私たちは、再生医療のアプローチを用いて、先天性心疾患患者の長期的なアウトカムを改善することを目指しています。当院の組織改変血管移植片は、患者様自身の細胞からなるネオ血管に成長します。私たちの目標は、移植片、天然静脈、および臨床標準のポリテトラフルオロエチレンまたはPTFEを比較することです。
当社のneo容器は成長能力を発揮し、本来の容器機能に近づくことを立証しました。この方法を使用して、最近、neo血管が長期的な時点でコンプライアンスとディステンシビリティを保持し、ジストロフィー性石灰化の形成に耐性があることも実証しました。3D血管造影法を用いることで、ヒツジの大型動物モデルにおいて、胸部下大静脈の全経路を画像化することができます。
容器の形態を確認できるだけでなく、捕獲後の向きを調整して、真の断面積から測定値を取得していることを確認できます。私たちの in-vivo 法により、本来の文脈における血管のコンプライアンスとディステンシビリティの能力を判断できます。さらに、同じ研究動物の縦断的な測定を行うことができ、これはネオベッセルの開発とリモデリングの変化を追跡するために必要です。
概要
このプロトコルでは、カテーテル留置と3Dアンギオグラフィを用いて、静脈コンプライアンスおよび伸展性をin vivoで定量化します。この生存手術の手法は、先天性心疾患患者の治療成績を向上させるためのさまざまな応用の可能性があります。
研究の主要構成要素
科学分野
- 再生医療
- 心血管研究
- 3Dイメージング技術
背景
- 先天性心疾患は、患者の管理において大きな課題となっています。
- 組織工学的に作製された血管グラフトは、患者の予後を改善させる可能性があります。
- 静脈のコンプライアンスと拡張性を理解することは、グラフトの機能性にとって極めて重要です。
- 3Dアンギオグラフィーは、血管構造の詳細な画像を提供します。
研究目的
- 天然血管の機能を模倣した組織工学的な血管グラフトを開発すること。
- グラフトの性能を、天然の静脈および標準的な材料と比較すること。
- 新生血管の長期的なコンプライアンスおよび伸展性を評価すること。
使用方法
- in vivo 測定のためのカテーテル挿入。
- 胸部下大静脈を画像化するための3D血管造影。
- グラフトと自生血管の特性の比較分析。
- グラフトの性能を評価するための長期フォローアップ。
主な結果
- 新生血管は、天然の血管と同等の成長能を示す。
- コンプライアンスおよび伸展性は、時間の経過後も維持される。
- グラフトは異栄養性石灰化に対して耐性を持つ。
- 3Dイメージングにより、血管解剖学的構造を効果的に捉えることができる。
結論
- 組織工学によるグラフトは、天然血管に近い機能を実現できる可能性があります。
- グラフトを成功させるには、長期的なコンプライアンスと伸展性が不可欠です。
- 3D血管造影は、血管研究において有用なツールとなります。
よくある質問
産業界における重要性
静脈のコンプライアンスと伸展性の定量的なin vivo評価は、血管グラフト開発における極めて重要な空白を埋めるものであり、生理学的条件下で人工的に作製した構造体と天然の血管を直接比較することを可能にします。この機能により、グラフトの性能に関する予測精度が向上し、再生医療と心血管デバイスの開発パイプラインの接点において、リスクを調整した意思決定を支援します。大型動物モデルを用いた縦断的な測定により、本手法はトランスレーショナルな連続性とポートフォリオの優先順位付けのための戦略的資産となります。
バイオ製薬R&Dにおける戦略的応用
初期発見およびターゲットバリデーション
- 疾患に関連するシステムにおいて、グラフトの生体力学的特性を直接的に評価することが可能になります。
- in vivoでコンプライアンスと伸展性を定量化することで、メカニズムのリスク低減をサポートします。
- 次世代血管構築物の機能的なターゲット検証を促進します。
スクリーニングおよびアッセイ開発
- 移植片の種類にかかわらず、コンプライアンスおよび伸展性に関する標準化された定量的な出力を提供します。
- 同一個体内での再現性のある縦断的評価を可能にし、生物学的変動を低減します。
- 新規バイオマテリアルや組織工学的に作製された血管の比較評価に向けたアッセイの準備を支援します。
トランスレーショナル・前臨床研究
- 前臨床モデルの出力を、移植片の生着および機能に関連する臨床エンドポイントと整合させます。
- 大型動物モデルにおいて、新生血管のリモデリングと成長を経時的に追跡することを可能にします。
- 優れた生理学的性能を持つ候補物質を、リスクを調整した上で推進することを支援します。
パイプラインおよびワークフローの統合
この手法は、血管グラフトの探索から前臨床段階までの一連の流れに組み込まれるものであり、初期のメカニズム研究と大型動物モデルを用いたトランスレーショナルな検証を橋渡しします。
- 探索生物学： グラフト開発における仮説検証および経路解明に不可欠な生物力学的特性を定量化します。
- スクリーニング： 候補の優先順位付けに必要となる、再現性のある定量的なコンプライアンスおよび伸展性の指標を提供します。
- 分析： 断面積および圧力由来の出力を提供し、グラフトと天然血管との堅牢な統計的比較を可能にします。
- トランスレーショナルリサーチ： 生体内でのグラフトのリモデリングおよび機能的統合の縦断的追跡をサポートします。
- エンタープライズでの再利用： 多様な血管構築物およびバイオマテリアルを評価するための、再利用可能なプラットフォームを構築します。
運用の影響および企業への影響
- 科学的価値：グラフト性能の予測精度を高め、メカニズム的な曖昧さを軽減する。
- 運用的価値：バイオメカニカル評価を標準化し、個体内の経時的な比較を可能にする。
- 戦略的価値：ゴー/ノーゴー（進退）決定の判断材料となり、候補物質の早期リスク低減により資本効率を向上させる。
- ポートフォリオへの影響：リスク調整後の優先順位付けを支援し、再生および合成血管技術の開発を促進する。
実施上の考慮事項
- 大型動物の手術、血管イメージング、および圧力測定に関する専門知識が必要です。
- 3Dアンギオグラフィーおよび血管内圧モニタリングの設備へのアクセスが求められます。
- イメージングおよび測定プロトコルのチーム間での標準化が必要です。
- 異なる血管の種類や動物モデルに応じて、調整が必要になる場合があります。
- 縦断的研究デザインでは、動物福祉と手順の再現性を考慮しなければなりません。
