Забор спинномозговой жидкости и крови из боковой хвостовой вены у крыс во время регистрации ЭЭГ
1 сентября 2023 г.
Протокол показывает повторные заборы спинномозговой жидкости и крови у крыс с эпилепсией, проводимые параллельно с непрерывным видео-электроэнцефалограммой (ЭЭГ). Они играют важную роль в изучении возможных связей между изменениями в различных молекулах жидкостей организма и судорожной активностью.
В наших исследованиях мы стремимся найти диагностические и прогностические биомаркеры эпилепсии. Для того, чтобы подтвердить их в биологических жидкостях, мы сравниваем уровни специфических веществ в спинномозговой жидкости и плазме с возникновением спонтанных судорог у крыс. В настоящее время некоторые небольшие некодирующие рибонуклеиновые кислоты, такие как микроРНК или фрагменты тРНК, были идентифицированы в качестве циркулирующего биомаркера эпилепсии, но их полезность в качестве эффективного и надежного диагностического или прогностического инструмента при эпилепсии должна быть подтверждена.
Мы обычно изымаем плазму и спинномозговую жидкость у крыс, страдающих эпилепсией. Во время регистрации ЭЭГ у студента обнаруживаются спонтанные судороги. По мере того, как мы повторяем выборку в течение нескольких дней, мы можем соотнести уровни маркеров с единичным возникновением судорог или их кумулятивным эффектом.
В настоящее время задача состоит в том, чтобы получить достаточный объем высококачественных образцов для последующих аналитических процедур, не вызывая у животных стрессовых судорог, вызванных их манипуляциями, которые могут повлиять на уровни исследуемых молекул. Существует острая неудовлетворенная медицинская потребность в выявлении биомаркеров для людей с эпилепсией, особенно прогностических и рискованных. Забор плазмы и ликвора параллельно с ЭЭГ-мониторингом судорог позволяет значительно ускорить поиск подходящего маркера.
Наша методика забора крови из хвостовых вен позволяет получить высококачественные образцы плазмы без гемолиза, так как не требует вакуума или хвостового доения. Пункция Cisterna magna, которую мы используем для взятия образца спинномозговой жидкости, обладает лучшей стерильностью и меньшим риском потери головного имплантата по сравнению с канюлированной системой.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании изучаются потенциальные биомаркеры эпилепсии путем сравнения образцов спинномозговой жидкости (СМЖ) и плазмы, полученных от крыс с эпилепсией в ходе мониторинга спонтанных приступов с помощью видео-электроэнцефалографии (ЭЭГ). Данный подход направлен на установление корреляции между уровнями различных молекул и эпилептической активностью при одновременном решении вопросов качества образцов и управления стрессом у животных.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейронаука
- Исследование эпилепсии
- Электрофизиология
Теоретические сведения
- Идентификация надежных биомаркеров эпилепсии имеет решающее значение для диагностики и прогноза.
- Современные исследования рассматривают малые некодирующие рибонуклеиновые кислоты в качестве потенциальных биомаркеров.
- Существуют сложности при сборе высококачественных образцов без провоцирования стресс-индуцированных приступов.
- Одновременный забор образцов ЦСМ и плазмы позволяет получить важные сведения об изменениях, связанных с приступами.
Цель исследования
- Выявление диагностических и прогностических биомаркеров эпилепсии.
- Установление корреляции между молекулярными изменениями в ЦСЖ и плазме крови и возникновением приступов.
- Совершенствование методов отбора проб для обеспечения высокого качества данных без стресса у крыс.
Используемые методы
- Электрофизиологический мониторинг с использованием видео-ЭЭГ у крыс с эпилепсией.
- Отбор проб спинномозговой жидкости и плазмы крови в нескольких временных точках для анализа биомаркеров.
- Инновационные методы забора крови для предотвращения гемолиза и повышения качества образцов.
- Поведенческая акклиматизация крыс и использование клетки Фарадея для минимизации внешних помех при записи ЭЭГ.
Основные результаты
- Успешный параллельный забор проб крови и спинномозговой жидкости продемонстрировал улучшение качества образцов при использовании модифицированных методов.
- Разработка метода получения образцов плазмы без гемолиза для проведения более качественного анализа.
- Ожидается, что повторный забор проб позволит выявить корреляции между уровнями маркеров и возникновением судорожных приступов.
- Была подчеркнута важность валидации методов забора проб и их влияния на качество данных.
Выводы
- Данное исследование предлагает базовые методологии поиска биомаркеров эпилепсии, что может привести к совершенствованию диагностических инструментов.
- Усовершенствованные методы отбора проб и анализа могут способствовать более глубокому пониманию механизмов приступов и привести к разработке новых терапевтических стратегий.
- Полученные результаты подчеркивают важность контроля уровня стресса у животных моделей для получения достоверных биологических данных.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Параллельный отбор проб спинномозговой жидкости и плазмы во время приступов у крыс под ЭЭГ-мониторингом позволяет с высокой точностью выявлять биомаркеры эпилепсии. Данный подход решает критическую задачу поиска трансляционных биомаркеров за счет минимизации артефактов, вызванных процедурой забора проб, и обеспечения достоверной молекулярной корреляции с событиями заболевания. Описанная методология повышает прогностическую достоверность на этапах валидации мишеней и квалификации биомаркеров в процессе разработки нейротерапевтических препаратов.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Позволяет установить прямую корреляцию между молекулярными изменениями в ЦСЖ и плазме крови с эпилептическими приступами для снижения механистических рисков.
- Обеспечивает функциональную валидацию потенциальных биомаркеров в системе, релевантной данному заболеванию.
- Способствует итеративному тестированию гипотез в нескольких временных точках для повышения достоверности определения мишени.
Скрининг и разработка методов анализа
- Обеспечивает получение высококачественной плазмы без гемолиза и прозрачных образцов спинномозговой жидкости для последующих количественных анализов.
- Стандартизирует сбор образцов для снижения вариабельности и повышения воспроизводимости анализа.
- Позволяет проводить надежную оценку молекулярных маркеров для диагностических и прогностических скрининговых панелей.
Трансляционные и доклинические исследования
- Обеспечивает соответствие процесса поиска биомаркеров трансляционным конечным точкам путем интеграции молекулярных и электрофизиологических данных.
- Поддерживает преемственность от доклинической валидации до клинической квалификации биомаркеров в исследованиях эпилепсии.
- Снижает влияние вмешивающихся факторов за счет минимизации артефактов, вызванных стрессом во время отбора проб.
Интеграция конвейера и рабочего процесса
Данный метод интегрируется в континуум от этапа поиска до доклинических исследований, обеспечивая синхронизированный сбор молекулярных и электрофизиологических данных на моделях заболеваний.
- Фундаментальная биология: обеспечивает идентификацию биомаркеров на основе гипотез, связанных с судорожной активностью.
- Скрининг: позволяет получать воспроизводимые высококачественные образцы для количественного молекулярного анализа.
- Аналитика: предоставляет парные измерения СМЖ и плазмы для надежного статистического сравнения в различных экспериментальных условиях.
- Трансляционные исследования: связывают доклинические результаты со стратегиями поиска клинических биомаркеров при эпилепсии.
- Применение в широкой практике: предлагает стандартизированный, минимально инвазивный протокол отбора проб, адаптируемый к другим моделям заболеваний ЦНС.
Операционное и корпоративное влияние
- Научная ценность: повышает прогностическую достоверность валидации биомаркеров и снижает механистическую неопределенность.
- Операционная ценность: улучшает качество образцов, стандартизацию и масштабируемость при проведении многодневных исследований.
- Стратегическая ценность: оптимизирует процесс принятия решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и повышает эффективность использования капитала за счет раннего снижения рисков при отборе кандидатов в биомаркеры.
- Влияние на портфель: обеспечивает приоритезацию трансляционных программ по изучению биомаркеров при заболеваниях ЦНС с учетом рисков.
Особенности реализации
- Требуется опыт проведения стереотаксических процедур и ЭЭГ-мониторинга на моделях мелких животных.
- Необходим доступ к специализированному оборудованию для сбора и анализа спинномозговой жидкости и плазмы крови.
- Требуется строгая стандартизация между исследовательскими группами для обеспечения воспроизводимости результатов в различных исследованиях.
- Метод применим как к проводным, так и к телеметрическим системам ЭЭГ для гибкого планирования экспериментов.
- Частота отбора проб и правила обращения с животными должны быть оптимизированы для минимизации влияния стрессогенных факторов.
Часто задаваемые вопросы по биофармацевтике
Chapters in this video
0:00
Introduction
2:16
Tethered Video–EEG in Epileptic Rats for Analyses of Seizure Activity
4:22
Collection of Blood from the Tail Vein of Rats During EEG Recordings
7:36
Collection of Cerebrospinal Fluid from Rat Cisterna Magna During EEG Recordings
