Podłużne obrazowanie dwufotonowe znakowanych fluorescencyjnie neuronów w żywym hipokampie myszy

Znaczenie dla przemysłu

Podłużne obrazowanie dwufotonowe umożliwia wielokrotną, wysokorozdzielczą wizualizację struktur neuronalnych u żywych zwierząt, co wspiera walidację celów w procesie odkrywania leków w neuronauce. Podejście to zapewnia pewność prognostyczną poprzez śledzenie zmian dendrytycznych w czasie, co pozwala na mechanistyczne ograniczanie ryzyka w przypadku terapeutyków ukierunkowanych na OUN. Metoda ta zwiększa ciągłość translacyjną od etapu odkrywania do oceny przedklinicznej poprzez ustanowienie istotnych dla choroby odczytów obrazowania.

Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym

Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu

• Wartość naukowa: Umożliwia weryfikację hipotez terapeutycznych poprzez wizualizację plastyczności strukturalnej w określonych populacjach neuronalnych.
• Wartość operacyjna: Wspiera ograniczanie ryzyka biologicznego dzięki bezpośredniej obserwacji efektów oddziaływania na cel w obrębie morfologii dendrytów.
• Wartość prognostyczna: Ułatwia selekcję projektów w portfolio poprzez powiązanie ekspozycji na związek z mierzalnymi zmianami neuroanatomicznymi w czasie.

Opracowanie i przesiewanie testów

• Wartość naukowa: Przygotowanie zwalidowanych systemów biologicznych do testowania związków poprzez ustalenie podstawowych parametrów obrazowania neuronów.
• Wartość operacyjna: Wspieranie standaryzacji testów dzięki powtarzalnemu dostępowi do tego samego obszaru hipokampa za pomocą kaniuli.
• Gotowość do przesiewu: Umożliwienie wiarygodnej oceny związków poprzez ilościowe pomiary kolców dendrytycznych i dendrytów w kolejnych sesjach.

Badania translacyjne i przedkliniczne

• Dopasowanie biomarkerów translacyjnych: Zapewnia istotne dla choroby punkty końcowe o charakterze strukturalnym, które korelują z wynikami funkcjonalnymi w modelach zaburzeń OUN.
• Ciągłość przedkliniczna: Łączy etap odkrywania z walidacją przedkliniczną, umożliwiając podłużne śledzenie odpowiedzi neuronalnych na potencjalne środki terapeutyczne.
• Decyzje skorygowane o ryzyko: Wspiera kryteria postępu w badaniach w oparciu o powtarzalne, rozdzielone w czasie dane obrazowania neurologicznego.

Integracja potoku i przepływu pracy

Metoda ta integruje się z continuum odkrywania leków, od wczesnej walidacji celu, poprzez identyfikację związku wiodącego, aż po przedkliniczne badania skuteczności, umożliwiając iteracyjną ocenę modulacji celu neuronalnego.

• Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez i wyjaśnianie szlaków poprzez obrazowanie fluorescencyjnie znakowanych neuronów w nienaruszonych obwodach.
• Przesiewanie: Zwiększa gotowość testów dzięki powtarzalnym sesjom obrazowania i kwantyfikacji strukturalnej przedziałów dendrytycznych.
• Analityka: Generuje ilościowe odczyty gęstości, długości i wzorców rozgałęzień kolców dendrytycznych w celu porównania warunków eksperymentalnych.
• Badania translacyjne: Łączy się z pracami przedklinicznymi, dostarczając biomarkerów obrazowych odzwierciedlających stan zdrowia i plastyczność neuronów.
• Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Tworzy wielokrotnie wykorzystywalną platformę obrazowania do badań podłużnych w ramach wielu programów terapeutycznych.

Wpływ operacyjny i przedsiębiorstwowy

• Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną w walidacji celu poprzez redukcję niejednoznaczności w odpowiedziach strukturalnych neuronów.
• Wartość operacyjna: Zapewnia powtarzalność i standaryzację dzięki implantowanej kaniuli oraz spójnym parametrom obrazowania.
• Wartość strategiczna: Usprawnia podejmowanie decyzji go/no-go poprzez dostarczanie rozdzielonych w czasie danych z neuroobrazowania powiązanych z mechanizmem.
• Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację kandydatów CNS z uwzględnieniem ryzyka w oparciu o zwalidowane fenotypy neuronalne.

Uwagi dotyczące wdrożenia

• Wymaga doświadczenia w obchodzeniu się z myszami transgenicznymi, chirurgicznej implantacji kaniuli oraz obsługi mikroskopii dwufotonowej.
• Zależy od specjalistycznego instrumentarium, w tym dwufotonowych skaningowych mikroskopów laserowych, obiektywów imersyjnych wodnych oraz systemów kontroli temperatury.
• Wymaga standaryzacji międzyzespołowej w zakresie przygotowania kaniul, walidacji fluorescencji oraz protokołów analizy obrazu.
• Wiąże się z koniecznością uwzględnienia adaptacji przy stosowaniu metody w różnych obszarach mózgu lub modelach chorobowych.
• Obejmuje ograniczenia praktyczne, takie jak wpływ anestezji na aktywność neuronalną oraz konieczność zapewnienia okresów rekonwalescencji pooperacyjnej pomiędzy sesjami.

Najczęściej zadawane pytania dotyczące biofarmacji