Стандартные измерения перепада Transepithelial потенциал слизистой (NPD)
13 сентября 2018 г.
Здесь мы представляем стандартизированный протокол для измерения носовой разность потенциалов (NPD). Кистозный фиброз регулятор трансмембранной проводимости (МВТР) и эпителиальных натрия канала (ENaC) функции оцениваются изменения напряжения в через носовой эпителий после superfusion решения, которые изменяют канала активности ионов, предоставляя результат измерения.
Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области муковисцидоза и транспорта ионов о том, могут ли пациенты с муковисцидозом вызвать значимый ответ на активацию или восстановление функции CFTR. Основное преимущество этой методики заключается в том, что она измеряет скоординированную активность CFTR и эпителиального натриевого канала в эпителии дыхательных путей. Хотя этот метод может дать представление о муковисцидозе, он также может быть применен к другим заболеваниям, таким как генетические нарушения гиперактивной функции эпителиального натриевого канала. Демонстрировать процедуру будут биолог Тао Нгуен и Аур
Обзор
В данной статье представлен стандартизированный протокол измерения разности потенциалов в полости носа (NPD), который позволяет оценить функцию каналов CFTR и ENaC. Метод основан на анализе изменений напряжения на слизистой оболочке носа в ответ на воздействие специфических растворов, что дает представление об активности ионных каналов.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Исследования муковисцидоза
- Механизмы ионного транспорта
- Физиология дыхания
Теоретическая часть
- Разность потенциалов слизистой оболочки носа (РПСН) является ключевым показателем оценки функции CFTR.
- Понимание механизмов транспорта ионов имеет решающее значение для разработки методов терапии муковисцидоза.
- Данный метод также может быть применен при других состояниях, связанных с дисфункцией эпителиального натриевого канала.
- Предыдущие исследования показали вариабельность ответов пациентов с муковисцидозом на модуляцию CFTR.
Цель исследования
- Предоставить надежный протокол для измерения NPD в исследовательских условиях.
- Оценить координированную активность CFTR и ENaC в эпителии дыхательных путей.
- Изучить потенциал данного метода применительно к другим системам заболеваний.
Используемые методы
- Суперфузия растворов, модифицирующих активность ионных каналов.
- Измерение изменений напряжения на носном эпителии.
- Стандартизация протокола измерения NPD.
- Оценка реакции пациентов на активацию CFTR.
Основные результаты
- Данный метод позволяет эффективно измерить функцию CFTR и ENaC.
- Он дает представление о возможностях ионного транспорта у пациентов с муковисцидозом.
- Результаты указывают на вариабельность ответов на активацию CFTR.
- Метод является перспективным для применения при других генетических заболеваниях.
Выводы
- Данный стандартизированный протокол является ценным инструментом для исследований муковисцидоза.
- Он углубляет понимание транспорта ионов при муковисцидозе.
- Применимость этого метода к другим заболеваниям может расширить область его влияния.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для промышленности
Стандартизированное измерение разности потенциалов в полости носа (РПН) обеспечивает прямую количественную оценку функции CFTR и ENaC в эпителии дыхательных путей, что отвечает критической потребности в механистическом снижении рисков при разработке препаратов для лечения муковисцидоза (МВ). Этот электрофизиологический показатель позволяет с высокой степенью уверенности прогнозировать взаимодействие с мишенью и функциональное восстановление, что обосновывает принятие решений о целесообразности дальнейшей разработки (go/no-go) на ранних этапах клинических и трансляционных исследований. Возможность использования данного метода в качестве уточняющей диагностики при неоднозначных результатах генетических тестов или теста на хлориды в потовом секрете дополнительно расширяет его значимость для изучения МВ и связанных с ним ионных каналопатий.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Позволяет напрямую исследовать активность CFTR и ENaC в тканях дыхательных путей человека.
- Обеспечивает функциональную валидацию мишеней для модуляторов ионных каналов при муковисцидозе и родственных заболеваниях.
- Снижает механистические риски, связывая молекулярное воздействие с физиологическим эффектом.
- Повышает прогностическую достоверность при отборе и сортировке кандидатов.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает создание валидированного количественного метода измерения транспорта ионов в эпителии дыхательных путей.
- Способствует стандартизации и воспроизводимости анализа в различных исследовательских центрах.
- Позволяет получать надежные количественные данные для оценки соединений в исследованиях по подтверждению концепции.
- Обеспечивает готовность к скринингу агентов, воздействующих на функцию CFTR и ENaC.
Трансляционные и доклинические исследования
- Соответствует релевантным конечным точкам при муковисцидозе и других нарушениях ионного транспорта в эпителии.
- Обеспечивает трансляционную преемственность от доклинических моделей к оценке тканей человека.
- Поддерживает принятие решений о продвижении с учетом рисков на основе функциональных показателей биомаркеров.
- Предлагает прогностическую минимизацию рисков для дизайна клинических исследований и стратификации пациентов.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Измерение NPD служит связующим звеном между этапами раннего поиска, идентификации ведущих соединений и трансляционных исследований, предоставляя функциональный биомаркер активности ионных каналов в тканях человека.
- Поиск новых биологических мишеней: позволяет проверять гипотезы и уточнять механизмы модуляции CFTR и ENaC.
- Скрининг: обеспечивает воспроизводимые количественные результаты анализа для приоритизации соединений.
- Аналитика: предоставляет данные измерений напряжения для сравнения эффектов воздействия при различных условиях.
- Трансляционные исследования: связывают доклинические результаты с конечными точками, имеющими значение для заболеваний человека.
- Повторное использование в масштабах предприятия: служит многократной платформой для оценки различных видов терапии, направленных на ионные каналы.
Операционное и корпоративное влияние
- Научная ценность: повышает прогностическую достоверность и снижает механистическую неоднозначность при валидации мишеней.
- Операционная ценность: способствует стандартизации анализа, воспроизводимости и сопоставимости результатов между различными центрами.
- Стратегическая ценность: служит основой для принятия решений о продолжении или прекращении разработки («go/no-go») и повышает эффективность использования капитала в портфелях по CF и ионным каналам.
- Влияние на портфель: обеспечивает приоритезацию с учетом рисков и продвижение перспективных терапевтических кандидатов.
Особенности реализации
- Требуется специализированное обучение оператора и технический опыт для надежного сбора данных.
- Необходимы специализированное электрофизиологическое оборудование и аналитическая инфраструктура.
- Требуется стандартизация между исследовательскими группами для минимизации меж- и внутрисубъектной вариабельности.
- Может потребоваться адаптация для использования у детей или неспокойных субъектов в связи с проблемами вариабельности.
- Для повышения согласованности и точности принятия решений при интерпретации данных рекомендуется использовать валидированные алгоритмы.
Часто задаваемые вопросы по биофармацевтике
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
