Skaningowa mikroskopia elektronowa ze skupioną wiązką jonów do rekonstrukcji 3D neuronów połączonych synaptycznie

Znaczenie dla przemysłu

Metoda ta umożliwia wysokorozdzielczą wizualizację 3D łączności synaptycznej w tkance neuronalnej, wspierając walidację celów w procesie odkrywania leków w neuronauce. Poprzez rekonstrukcję sieci połączonych synaptycznie, dostarcza ona wglądu w mechanizmy obwodów neuronalnych istotnych dla opracowywania terapii OUN. Podejście to zwiększa pewność prognostyczną w badaniach nad zaangażowaniem celu oraz modulacją szlaków.

Zastosowania strategiczne w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym

Wczesne odkrywanie i walidacja celu

• Wartość naukowa: Umożliwia badanie architektury synaptycznej w celu walidacji celów neuronalnych oraz zaangażowania szlaków w modelach chorobowych.
• Wartość operacyjna: Dostarcza ilościowych danych strukturalnych w celu zmniejszenia ryzyka związanego z hipotezami mechanistycznymi we wczesnej fazie odkrywania leków.

Przesiewanie i opracowywanie testów

• Wartość naukowa: Generuje zestandaryzowane, powtarzalne zbiory danych ultrastrukturalnych do benchmarkingu testów w neurofarmakologii.
• Wartość operacyjna: Wspiera rozwój testów opartych na obrazowaniu w celu oceny wpływu związków na gęstość i morfologię synaptyczną.

Badania translacyjne i przedkliniczne

• Wartość naukowa: Oferuje istotne dla przebiegu choroby fenotypowanie strukturalne w celu uzgodnienia wyników przedklinicznych z ludzką neuropatologią.
• Wartość operacyjna: Umożliwia podłużne śledzenie zmian synaptycznych w badaniach z przewlekłym dawkowaniem.

Integracja potoku i przepływu pracy

Metoda ta wpisuje się w kontinuum procesu odkrywania leków, od testowania hipotez dotyczących celu molekularnego po optymalizację lidera, dostarczając odczytów strukturalnych, które umożliwiają mechanistyczną minimalizację ryzyka oraz zwiększenie pewności co do wybranego celu.

• Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez poprzez wizualizację integralności synaptycznej i zmian w sieciach neuronalnych w modelach chorobowych.
• Screening: Umożliwia przygotowanie testów dzięki mierzalnym wynikom, takim jak gęstość kolców dendrytycznych i liczba punktów synaptycznych, do screeningu związków chemicznych.
• Analityka: Dostarcza pomiarów morfometrycznych i danych o rozkładzie przestrzennym, co wspiera analizę porównawczą między grupami badawczymi.
• Badania translacyjne: Zapewnia ciągłość przedkliniczną, oferując translacyjne punkty końcowe struktury istotne dla zaburzeń OUN u ludzi.
• Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Tworzy wielokrotnego użytku platformę obrazowania do ewaluacji związków neuroaktywnych w ramach różnych projektów.

Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy

• Wartość naukowa: Usprawnia walidację celu poprzez bezpośrednią wizualizację mechanizmów synaptycznych i zmniejsza niejednoznaczność w interpretacji fenotypowej.
• Wartość operacyjna: Sprzyja standaryzacji i powtarzalności analiz ultrastrukturalnych w różnych ośrodkach i badaniach.
• Wartość strategiczna: Poprawia proces podejmowania decyzji go/no-go, dostarczając dowodów strukturalnych na zaangażowanie celu i modulację szlaku.
• Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację kandydatów z obszaru OUN z uwzględnieniem ryzyka, w oparciu o integralność synaptyczną i zachowanie sieci.

Wskazówki dotyczące wdrożenia

• Wymaga doświadczenia w zakresie mikroskopii elektronowej, przygotowania próbek oraz oprogramowania do rekonstrukcji 3D.
• Zależność od instrumentarium SEM z wiązką jonów skupionych (FIB-SEM) oraz możliwości nanoszenia powłok przewodzących na próbki.
• Konieczność międzyfunkcyjnej standaryzacji pomiędzy zespołami zajmującymi się histologią, obrazowaniem i analizą danych.
• Wymaga uwzględnienia adaptacji do różnych modeli neuronalnych i protokołów utrwalania.
• Ograniczenia wynikające z rozmiaru próbek oraz wydłużonego czasu akwizycji w przypadku obrazowania dużych objętości.

Najczęściej zadawane pytania dotyczące biofarmacji