Zebravislarven als model om potentiële radiosensibilisatoren of beschermers te evalueren
25 augustus 2022
De zebravis is onlangs gebruikt als model om potentiële stralingsmodificatoren te valideren. Het huidige protocol beschrijft de gedetailleerde stappen om zebravisembryo's te gebruiken voor op straling gebaseerde screeningsexperimenten en enkele observationele benaderingen om het effect van verschillende behandelingen en bestraling te evalueren.
Dit protocol beschrijft de gedetailleerde stappen om zebravisembryo's te gebruiken voor op straling gebaseerde screeningsexperimenten en enkele observationele benaderingen om de behandeling van verschillende medicijnen en straling te evalueren. Dit zal lezers helpen bij het instellen van een semi-high throughput drug screening met röntgenstraling met behulp van zebravisembryo's, die zal leiden bij de evaluatie van radiotoxiciteit en de effectiviteit van verschillende gebruikte medicijnen. Deze procedure kan worden gebruikt om verschillende geneesmiddelen te screenen en te valideren of te evalueren als potentiële radiosensibilisatoren of beschermers, die verder kunnen worden onderzocht of gebruikt op het gebied van radiotherapie of radiobiologie van kanker.
Controleer om te beginnen de groeiende embryo's onder de ontleedmicroscoop. Identificeer het juiste stadium en verwijder eventuele dode of ongezonde embryo's. Zorg ervoor dat de bestraling en medicijndoses in een bepaald gastrulatiestadium worden gegeven.
Voordat u met het experiment begint, verdeelt u de gezonde embryo's voorzichtig in de proefplaten met behulp van een pasteurpipet. Neem voor elke experimentele groep 15 tot 20 embryo's. Neem bij het opzetten van een stralingsexperiment een controlegroep op die niet bestraald is en een groep die alleen straling heeft.
Verdeel de embryo's in een putplaat als de stralingsschilden de extra putjes kunnen bedekken en beschermen tegen straling terwijl de andere putjes worden blootgesteld aan een bepaalde stralingsdosis. Gebruik anders individuele platen of schijven om de embryo's per stralingsdosis te zien. Schakel de röntgenbestralingsmachine in en start de initialisatie en het opwarmen van de machine.
Plaats de experimentele plaat onder de bestraling in de machine in het midden en zorg ervoor dat de plaat zich direct onder de röntgenbron bevindt. En stel dan de dosis in en start de röntgenfoto. Verwijder na voltooiing van de bestraling de platen, sluit het machineprogramma af, schakel de machine uit en controleer de platen onmiddellijk na bestraling onder de microscoop.
Verwijder de dode embryo's en noteer hun aantal nadat u ze onder de ontleedmicroscoop hebt geëvalueerd. Plaats de platen terug in de incubator bij 28,5 graden Celsius. Verzamel gegevens met vooraf bepaalde tijdsintervallen nadat de straling is toegediend.
Noteer alle mogelijke waarnemingen zoals overleving, uitkomstefficiëntie, ontwikkelingsstadium, aantal hartslagen, kromming van lichaam en staart, pericardiaal oedeem en verlenging van de dooierzak, microcefalie, ontwikkeling van de zwemblaas, algemene beweeglijkheid of activiteit, et cetera. Om foto's te maken, kiest u representatieve embryo's op een schoon objectglaasje. Controleer de embryo's onder de microscoop, oriënteer ze in een bepaalde richting.
De overlevingscurve voor embryo's die zes uur na de bevruchting werden bestraald, toonde aan dat er in de controlegroep en embryo's die waren blootgesteld aan 2 grijs en 5 grijs, geen significante sterfte in embryo's was. Het aantal hartslagen per minuut suggereerde dat de hartslag enorm afnam bij verhoogde doses röntgenstraling. In de controlegroep werd met elk interval van 24 uur de hartslag zien toenemen.
Ernstige cardiovasculaire vervorming wordt vermoed bij embryo's die zijn blootgesteld aan 15 grijze en 20 grijze straling omdat de hartslag enorm daalde. Verschillende fenotypische en ontwikkelingsstoornissen worden afgebeeld en geëvalueerd voor embryo's die op verschillende tijdstippen worden blootgesteld aan verschillende stralingsdoses. Morfologische waarnemingen voor het buigen van de wervelkolom of staart, misvorming van het hoofd en microcefalie, ontwikkelingsstoornissen, pericardiaal oedeem, misvormingen van de dooierzak, misvormingen van de zwemblaas en veranderingen in de oogstructuur werden ook uitgevoerd Voor het protocol dat we hebben aangetoond, zijn het kiezen van gezonde embryo's, de juiste plaatsing van de embryo's in de bestralingsprocedure en een goede evaluatie van de kruisafwijkingen de sleutel tot deze procedure.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit protocol beschrijft het gebruik van zebravisembryo's voor screeningsexperimenten op basis van straling. Het zet de observationele benaderingen uiteen om de effecten van diverse behandelingen en straling te evalueren.
Belangrijkste componenten van de studie
Wetenschapsgebied
- Radiobiologie
- Kankeronderzoek
- Medicijnscreening
Achtergrond
- Zebravissen zijn een waardevol model voor het bestuderen van stralingseffecten.
- Het protocol helpt bij het beoordelen van radiotoxiciteit en de effectiviteit van geneesmiddelen.
- Het ondersteunt het onderzoek naar radiosensitisatoren en radioprotectoren.
- Het bepalen van het embryonale stadium is cruciaal voor een nauwkeurige dosering.
Doel van de studie
- Om potentiële stralingsmodificatoren te valideren met behulp van zebravissembryo's.
- Om een semi-high-throughput methode voor drugscreening vast te stellen.
- Om evaluaties in de kankerradiotherapie te begeleiden.
Gebruikte methoden
- Het monitoren van zebravisembryo's onder een dissectiemicroscoop.
- Het identificeren en verwijderen van ongezonde embryo's.
- Het toedienen van stralings- en drugsdosissen tijdens specifieke stadia van de gastrulatie.
- Het uitvoeren van screeningsexperimenten om de effecten van geneesmiddelen te evalueren.
Belangrijkste resultaten
- Vaststellen van een protocol voor drugscreening met zebravisjes.
- Identificatie van effectieve behandelingen voor radiotoxiciteit.
- Validatie van potentiële radiosensitizers en radioprotectanten.
- Richtlijnen voor toekomstig onderzoek naar kanker radiotherapie.
Conclusies
- Het zebravissenmodel is effectief voor de validatie van stralingsmodificatoren.
- Dit protocol kan methoden voor drugscreening verbeteren.
- De bevindingen kunnen bijdragen aan verbeteringen in de behandeling van kanker.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Management
Zebravislarven bieden een snel, schaalbaar in vivo platform voor de evaluatie van potentiële radiosensitizers en radioprotectoren, waarmee wordt voldaan aan een kritieke behoefte aan functionele screening in een vroeg stadium bij de ontwikkeling van radiotherapeutische geneesmiddelen. Dit model maakt een kwantitatieve beoordeling van radiotoxiciteit en drugseffectiviteit mogelijk, wat bijdraagt aan de voorspellende betrouwbaarheid en mechanistische risicoreductie op het kantelpunt van de preklinische validatie. De integratie van assays op basis van zebravis in discovery-pipelines verbetert de triage van portfolio's en versnelt de identificatie van veelbelovende stralingsmodificatoren voor oncologische toepassingen.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Maakt functionele validatie van kandidaat-radiosensitizers en protectoren in een gewervde systeem mogelijk.
- Ondersteunt mechanische risicoreductie door drug-expositie te koppelen aan fenotypische en ontwikkelingsresultaten na bestraling.
- Faciliteert snelle hypothesetoetsing voor stralingsmodificerende effecten in een context van het volledige organisme.
Screening & assayontwikkeling
- Biedt een semi-high-throughput platform voor het screenen van compound-bibliotheken op radiomodificerende activiteit.
- Levert reproduceerbare, kwantitatieve eindpunten zoals overleving, hartslag en morfologische fenotypes.
- Maakt gestandaardiseerde assay-condities mogelijk voor cross-comparatie van kandidaat-geneesmiddelen en controles.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Sluit aan bij ziekterelateerde eindpunten door stralingsgeïnduceerde toxiciteit en bescherming in vivo te modelleren.
- Ondersteunt de continuïteit van vroege ontdekking tot preklinische validatie van stralingsmodificatoren.
- Informeert risico-gecorrigeerde beslissingen voor de verdere ontwikkeling van oncologische geneesmiddelenportefeuilles gericht op de verbetering van radiotherapie.
Integratie van Pijplijn & Workflow
Deze assay met zebravisembryo's slaat een brug tussen vroege ontdekking en preklinische validatie, waardoor snelle screening en functionele beoordeling van radiatiemodificatoren mogelijk is voorafgaand aan studies met zoogdieren.
- Discovery Biology: Ondersteunt het testen van de nulhypothese voor door geneesmiddelen geïnduceerde modulatie van de stralingsrespons.
- Screening: Biedt assay-gereedheid met reproduceerbare, kwantitatieve fenotypische outputs.
- Analytics: Maakt statistische vergelijking van overlevings-, ontwikkelings- en fysiologische eindpunten tussen behandelingsgroepen mogelijk.
- Translationaal onderzoek: Modelleert in vivo radiotoxiciteit en bescherming die relevant zijn voor oncologie-pipelines.
- Enterprise Reuse: Biedt een gestandaardiseerd, schaalbaar platform voor herhaalde screening van diverse sets van verbindingen.
Operationele impact en impact op de organisatie
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit bij de ontdekking van stralingsmodificatoren.
- Operationele waarde: Levert gestandaardiseerde, reproduceerbare en schaalbare in vivo screening-workflows.
- Strategische waarde: Verbetert go/no-go-beslissingen en kapitaalefficiëntie door vroege risicoreductie van kandidaatmedicijnen mogelijk te maken.
- Impact op portfolio: Ondersteunt risicogecorrigeerde prioritering en verdere ontwikkeling van stralingsmodificerende middelen.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereist expertise in de houderij van zebravissen, embryo-stadiëring en fenotypische beoordeling.
- Toegang tot röntgenbestralingsapparatuur en beeldvormingsinfrastructuur voor eindpuntanalyse is noodzakelijk.
- Vereist standaardisatie tussen teams van de assay-opzet, dosering en scorecriteria.
- Aanpassing voor specifieke verbindingen of stralingsdosissen kan noodzakelijk zijn.
- Praktische beperkingen omvatten doorvoercapaciteit en de noodzaak voor zorgvuldig beheer van de controlegroepen.
