Воспроизводимость и гармонизация в исследованиях с использованием биологических стандартов: на примере агониста тромбоцитов коллаген-связанного пептида
4 августа 2023 г.
В данной работе мы представляем метод стандартизации сшитого пептида, связанного с коллагеном, агонистом тромбоцитов (CRP-XL) с использованием аггрегометрии светопропускания. В то время как протокол нацелен на функцию тромбоцитов, экспериментальный процесс может быть применен к большинству биологических молекул и биотестов, чтобы обеспечить научную строгость и воспроизводимость.
Исследователи из MHRA South Mimms Laboratories разрабатывают производственные биологические стандарты уже более 60 лет, и эти референтные реагенты используются для обеспечения качества, согласованности и безопасности биологических лекарственных средств и средств диагностики. Стандарты NIB от MHRA поддерживают трансляцию передовых терапевтических продуктов, а также контроль признанных лекарственных средств. В лабораториях MHRA South Mimms мы используем самые современные технологии для производства материалов, которые поддерживают разработку и регулирование новых терапевтических инноваций.
Биологические стандарты по-прежнему недостаточно используются учеными в области биологических наук из-за отсутствия обмена знаниями. Это негативно сказывается на качестве исследований и способствует кризису воспроизводимости. Биологическая стандартизация обеспечивает воспроизводимость экспериментов независимо от того, где и когда они проводятся.
Отсутствие надлежащих знаний в области основных метрологических принципов и подготовки ставит под угрозу научную строгость и отрицательно сказывается на воспроизводимости. Несмотря на то, что наш протокол направлен на стандартизацию измерения функции тромбоцитов, эта практика может быть применена к любой биологической системе. Применение биологической стандартизации к исследовательской практике не только стандартизирует биологические эксперименты, но и поможет устранить несоответствия и отсутствие гармонизации, которые подрывают научные исследования.
Обзор
В данном исследовании представлен метод стандартизации агониста тромбоцитов — коллаген-подобного сшитого пептида (CRP-XL) — с использованием метода световой трансмиссионной агретомрии. Несмотря на то, что данный протокол ориентирован на изучение функции тромбоцитов, он может быть применен к различным биологическим молекулам и биоанализам для повышения научной строгости и воспроизводимости результатов.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Измерение функции тромбоцитов
- Биологическая стандартизация
- Лайт-трансмиссионная агрегометрия
Теоретические сведения
- Биологические стандарты обеспечивают качество и безопасность биологических лекарственных препаратов.
- Стандартизация имеет решающее значение для воспроизводимости исследований.
- Среди ученых наблюдается недостаточный обмен знаниями в области биологических стандартов.
- Ненадлежащее обучение метрологическим принципам может поставить под угрозу научную строгость.
Цель исследования
- Стандартизировать измерение функции тромбоцитов с использованием CRP-XL.
- Способствовать применению биологической стандартизации в исследовательской практике.
- Устранить несоответствия в биологических экспериментах.
Используемые методы
- Разведение CRP-XL в assay buffer для индукции агрегации тромбоцитов.
- Приготовление серии разведений как для стандартных, так и для исследуемых реагентов.
- Использование светотрансмиссионной агрегатометрии для регистрации ответов агрегации тромбоцитов.
- Анализ данных с помощью нелинейной регрессии для определения potency (EC50).
Основные результаты
- Для стандарта наблюдался отчетливый ответ агрегации при концентрации 0,075 мкг/мл.
- Для исследуемого реагента при соответствующей концентрации ответ отсутствовал.
- Рассчитаны значения EC50 как для стандарта, так и для исследуемых реагентов.
- Относительная активность определена путем сравнения значений EC50.
Выводы
- Стандартизация повышает воспроизводимость биологических экспериментов.
- Надлежащее обучение метрологии необходимо для обеспечения научной строгости.
- Применение данного протокола может повысить качество исследований в различных биологических системах.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для промышленности
Стандартизация с использованием биологических эталонных материалов имеет решающее значение для обеспечения воспроизводимости и гармонизации процессов в рамках фундаментальных и трансляционных исследований. Применение метрологических принципов к анализам агонистов тромбоцитов, таких как CRP-XL при проведении агрегометрии с измерением светопропускания, напрямую решает проблему кризиса воспроизводимости и обеспечивает надежную сопоставимость данных между различными центрами и во времени. Эта возможность укрепляет уверенность в результатах на ранних этапах открытий и позволяет принимать обоснованные межфункциональные решения в портфелях биофармацевтических исследований и разработок.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Обеспечивает строгое сравнение биологической активности между исследуемыми и стандартными реагентами для валидации мишени.
- Снижает неопределенность механизмов за счет количественной оценки различий в эффективности с использованием значений EC50.
- Повышает прогностическую достоверность при изучении сигнальных путей и анализе результатов функциональных тестов.
Скрининг и разработка анализа
- Облегчает подготовку валидированных серий разведений для обеспечения воспроизводимости результатов анализа.
- Стандартизирует количественные показатели, обеспечивая сопоставимость анализов между разными партиями и лабораториями.
- Позволяет проводить надежный бенчмаркинг новых агонистов или исследуемых материалов по сравнению с установленными стандартами.
Трансляционные и доклинические исследования
- Способствует гармонизации данных биоанализа для обеспечения трансляционной преемственности от этапа поиска до доклинических исследований.
- Поддерживает продвижение кандидатов с учетом рисков за счет обеспечения надежной оценки активности молекул-кандидатов.
- Устраняет межлабораторную вариабельность, укрепляя основу для согласования биомаркеров и доклинического моделирования.
Интеграция конвейера и рабочих процессов
Данный протокол стандартизации объединяет этапы первичного поиска, разработки анализа и трансляционных исследований, создавая основу для надежной идентификации ведущих соединений и доклинической валидации.
- Биологические исследования: поддерживает проверку гипотез и снижение биологических рисков за счет возможности прямого сравнения активности.
- Скрининг: обеспечивает воспроизводимые количественные результаты для оценки готовности анализа и оценки соединений.
- Аналитика: предоставляет измерения на основе EC50 и проверки параллелизма для обеспечения целостности данных.
- Трансляционные исследования: способствует преемственности в определении биологической активности на разных этапах исследований.
- Корпоративное повторное использование: создает многократно используемую структуру для стандартизации различных биоанализов, помимо анализа функции тромбоцитов.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышает достоверность прогнозов и снижает механистическую неопределенность в функциональных анализах.
- Операционная ценность: Обеспечивает стандартизацию, воспроизводимость и гармонизацию методов анализа между различными группами и площадками.
- Стратегическая ценность: Позволяет принимать обоснованные решения о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и эффективно управлять капиталом в рамках портфеля.
- Влияние на портфель: Поддерживает приоритезацию с учетом рисков и продвижение активов на этапах первичного поиска и трансляционных исследований.
Особенности реализации
- Требуются экспертные знания в области метрологии, разработки методов анализа и нелинейного регрессионного анализа.
- Необходим доступ к валидированным стандартным образцам и аналитическому оборудованию для проведения агрегометрии.
- Требуется согласование протоколов стандартизации и рабочих процессов анализа данных между командами.
- Метод может быть адаптирован к различным биологическим системам и аналитическим платформам при условии проведения соответствующей валидации.
- Эффективность повышения воспроизводимости зависит от систематического обучения и обмена знаниями.
