Standaryzowany pomiar różnicy potencjału przeznabłonkowego błony nosowej (NPD)
13 września 2018
Tutaj prezentujemy ustandaryzowany protokół pomiaru różnicy potencjału nosowego (NPD). Transbłonowy regulator przewodnictwa mukowiscydozy (CFTR) i funkcja nabłonkowego kanału sodowego (ENaC) są oceniane na podstawie zmiany napięcia w nabłonku nosa po superfuzji roztworów, które modyfikują aktywność kanału jonowego, zapewniając miarę wyniku.
Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie mukowiscydozy i transportu jonów, dotyczące tego, czy pacjenci z mukowiscydozą mogą uzyskać znaczącą odpowiedź na aktywację lub przywrócenie funkcji CFTR. Główną zaletą tej techniki jest to, że mierzy ona skoordynowaną aktywność CFTR i nabłonkowego kanału sodowego w nabłonku dróg oddechowych. Chociaż metoda ta może dostarczyć informacji na temat mukowiscydozy, może być również stosowana do innych układów chorobowych, takich jak zaburzenia genetyczne nadpobudliwej funkcji nabłonkowego kanału sodowego. Procedurę zademonstrują Thao Nguyen, biolog i Aur
Przegląd
Niniejszy artykuł przedstawia zestandaryzowany protokół pomiaru różnicy potencjałów nosowych (NPD), który służy do oceny funkcji kanałów CFTR i ENaC. Metoda ta pozwala ocenić zmiany napięcia w obrębie nabłonka nosowego w odpowiedzi na konkretne roztwory, dostarczając informacji o aktywności kanałów jonowych.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Badania nad mukowiscydozą
- Mechanizmy transportu jonowego
- Fizjologia układu oddechowego
Wstęp
- Różnica potencjałów błony śluzowej nosa (NPD) jest kluczowym miernikiem oceny funkcji CFTR.
- Zrozumienie transportu jonów jest niezbędne dla opracowywania terapii mukowiscydozy.
- Metodę tę można zastosować również w innych schorzeniach związanych z dysfunkcją epitelialnych kanałów sodowych.
- Poprzednie badania wykazały zróżnicowane odpowiedzi pacjentów z mukowiscydozą na modulację CFTR.
Cel badania
- Aby zapewnić wiarygodny protokół pomiaru NPD w warunkach badawczych.
- Aby ocenić skoordynowaną aktywność CFTR i ENaC w nabłonku dróg oddechowych.
- Aby zbadać potencjał tej metody w innych systemach chorobowych.
Zastosowane Metody
- Superfuzja roztworów modyfikujących aktywność kanałów jonowych.
- Pomiar zmian napięcia elektrycznego w obrębie nabłonka nosa.
- Standaryzacja protokołu pomiaru NPD.
- Ocena odpowiedzi pacjentów na aktywację CFTR.
Główne wyniki
- Metoda ta skutecznie mierzy funkcję CFTR i ENaC.
- Pozwala ona na uzyskanie informacji o możliwościach transportu jonów u pacjentów z CF.
- Wyniki wskazują na zmienność odpowiedzi na aktywację CFTR.
- Technika ta rokuje zastosowanie w innych zaburzeniach genetycznych.
Wnioski
- Niniejszy ustandaryzowany protokół stanowi cenny instrument w badaniach nad mukowiscydozą.
- Ułatwia on zrozumienie transportu jonów w mukowiscydozie.
- Możliwość zastosowania tej metody w innych chorobach może zwiększyć jej znaczenie.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Znormalizowany pomiar różnicy potencjałów nosowych (NPD) zapewnia bezpośrednią, ilościową ocenę funkcji CFTR i ENaC w nabłonku dróg oddechowych, odpowiadając na krytyczną potrzebę mechanistycznej redukcji ryzyka w procesie opracowywania leków na mukowiscydozę (CF). Ten odczyt elektrofizjologiczny umożliwia przewidywalną pewność co do zaangażowania celu i przywrócenia funkcji, wspierając decyzje o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go) we wczesnych etapach klinicznych i translacyjnych. Jego użyteczność jako diagnostyki uzupełniającej w przypadkach, gdy testy genetyczne lub testy chlorków w pocie są niejednoznaczne, dodatkowo zwiększa znaczenie tej metody w kontekście CF oraz powiązanych kanałopatii jonowych.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia bezpośrednią analizę aktywności CFTR i ENaC w tkance dróg oddechowych człowieka.
- Wspiera funkcjonalną walidację punktów uchwytu dla modulatorów kanałów jonowych w mukowiskozie i schorzeniach pokrewnych.
- Zapewnia mechanistyczną redukcję ryzyka poprzez powiązanie interwencji molekularnej z efektem fizjologicznym.
- Ułatwia zwiększenie pewności prognostycznej w wyborze i selekcji kandydatów.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Ustanawia zwalidowany, ilościowy test do pomiaru transportu jonów w nabłonku dróg oddechowych.
- Wspiera standaryzację i powtarzalność testów w różnych ośrodkach badawczych.
- Generuje wiarygodne, ilościowe wyniki do oceny związków w badaniach proof-of-concept.
- Umożliwia przygotowanie do przesiewania substancji wpływających na funkcję CFTR oraz ENaC.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Jest zgodne z punktami końcowymi istotnymi dla przebiegu CF oraz innych zaburzeń transportu jonowego w nabłonku.
- Zapewnia ciągłość translacyjną od modeli przedklinicznych do oceny tkanek ludzkich.
- Wspiera decyzje o dalszym rozwoju projektu, skorygowane o ryzyko, w oparciu o odczyty funkcjonalnych biomarkerów.
- Oferuje predykcyjną redukcję ryzyka w zakresie projektu badań klinicznych i stratyfikacji pacjentów.
Integracja potoku i przepływu pracy
Pomiar NPD łączy wczesną fazę odkrywania, identyfikację wiodących związków oraz badania translacyjne, dostarczając funkcjonalnego biomarkera aktywności kanałów jonowych w tkankach ludzkich.
- Biologia odkrywcza: Umożliwia weryfikację hipotez i wyjaśnienie szlaków modulacji CFTR oraz ENaC.
- Przesiewanie: Dostarcza powtarzalnych, ilościowych wyników analiz w celu priorytetyzacji związków.
- Analityka: Zapewnia pomiary oparte na napięciu, pozwalające porównać efekty interwencji w różnych warunkach.
- Badania translacyjne: Łączy wyniki przedkliniczne z punktami końcowymi istotnymi dla chorób ludzi.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Służy jako platforma wielokrotnego użytku do oceny różnorodnych terapii celowanych w kanały jonowe.
Wpływ operacyjny i organizacyjny
- Wartość naukowa: zwiększa pewność prognostyczną i ogranicza niejednoznaczność mechanistyczną w walidacji celu.
- Wartość operacyjna: sprzyja standaryzacji testów, powtarzalności oraz porównywalności wyników między ośrodkami.
- Wartość strategiczna: dostarcza informacji niezbędnych do podejmowania decyzji go/no-go i zwiększa efektywność kapitałową w portfelach dotyczących CF i kanałów jonowych.
- Wpływ na portfolio: wspiera priorytetyzację skorygowaną o ryzyko oraz rozwój kandydackich terapii.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymaga specjalistycznego przeszkolenia operatora oraz wiedzy technicznej w celu wiarygodnego pozyskiwania danych.
- Wymaga dedykowanej aparatury elektrofizjologicznej i infrastruktury analitycznej.
- Konieczna jest standaryzacja międzyzespołowa w celu zminimalizowania zmienności międzyosobniczej i wewnątrzosobniczej.
- Może wymagać adaptacji do zastosowania u dzieci lub osób nie współpracujących ze względu na obawy dotyczące zmienności.
- Interpretacja zyskuje dzięki zastosowaniu zwalidowanych algorytmów, co zwiększa spójność i usprawnia podejmowanie decyzji.
Najczęściej zadawane pytania dotyczące biofarmacji
Chapters in this video
0:04
Title
1:01
Materials Setup
2:19
Measurement Electrode Placement
4:35
Basal Potential Difference (PD) Measurement
6:02
Nasal Membrane Transepithelial Potential Difference (NPD) Tracing Sequential Perfusions
7:42
Results: Representative CF and Healthy Subject Tracings
8:57
Conclusion
