Характеристика in vivo химических эффектов, разрушающих эндокринную систему, с помощью индикатора действия гормонов щитовидной железы мыши
6 октября 2023 г.
Мышиная модель индикатора действия гормонов щитовидной железы была разработана для того, чтобы обеспечить тканеспецифическую количественную оценку локального действия гормонов щитовидной железы с использованием их эндогенного регуляторного механизма. Недавно было показано, что модель пригодна для характеристики химических веществ, разрушающих эндокринную систему, взаимодействующих с экономикой гормонов щитовидной железы, как по методам ex vivo , так и in vivo .
Эндокринные разрушители все чаще присутствуют в качестве загрязняющих веществ, и они могут сильно влиять на выработку гормонов щитовидной железы. Это вызывает серьезную озабоченность, поскольку гормоны щитовидной железы являются важными регуляторами биологической функции. Одной из наших основных целей является измерение того, способны ли определенные молекулы и их метаболиты нарушать выработку гормонов щитовидной железы in vivo у млекопитающих.
Несмотря на то, что существуют методы скрининга таких соединений, мало что известно о том, как они действуют in vivo на ткани. Это связано с отсутствием надлежащих тест-систем, направленных на характеристику их тканеспецифичных эффектов. Кроме того, это потребовало бы количественного измерения локального действия гормонов щитовидной железы, что также является сложной задачей.
Мы разработали индикатор действия гормонов щитовидной железы, или модель мышей THAI, для того, чтобы охарактеризовать действие гормонов щитовидной железы в тканях. Мы поняли, что этого будет достаточно, чтобы измерить связанные с щитовидной железой эффекты эндокринных разрушителей тканеспецифичным образом. Примечательно, что тайская модель позволит нам сделать это в живом организме млекопитающих.
Модель THAI позволяет in vivo выявлять эндогенные изменения местного действия гормонов щитовидной железы с помощью биолюминесцентной визуализации. Это позволяет использовать кроссоверные конструкции, последующие исследования, исследования самоконтроля и непрерывное воздействие деструкторов. Примечательно, что модель THAI позволяет снизить необходимое количество животных, используемых в исследовании.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
Мышиная модель индикатора действия тиреоидных гормонов (THAI) была разработана для обеспечения тканеспецифического количественного определения локального действия тиреоидных гормонов. Эта модель особенно полезна для характеристики влияния химических веществ, нарушающих работу эндокринной системы, на экономику тиреоидных гормонов с использованием методик ex vivo и in vivo.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Эндокринология
- Токсикология
- Визуализация in vivo
Теоретические основы
- Эндокринные дизрупторы могут нарушать обмен тиреоидных гормонов у млекопитающих.
- Тиреоидные гормоны являются важнейшими регуляторами биологических функций.
- Существующие методы скрининга эндокринных дизрупторов имеют ограничения при оценке их тканеспецифических эффектов in vivo.
- Существует потребность в тестовых системах, способных количественно измерять локальное действие тиреоидных гормонов.
Цель исследования
- Характеризовать действие гормонов щитовидной железы в тканях с использованием мышиной модели THAI.
- Измерять тканеспецифические эффекты эндокринных разрушителей in vivo.
- Оценивать влияние специфических молекул и их метаболитов на гормональный баланс щитовидной железы.
Используемые методы
- Мышиная модель THAI используется для визуализации действия гормонов щитовидной железы in vivo.
- Животным проводят биолюминесцентную визуализацию для обнаружения изменений локальной активности гормонов щитовидной железы.
- Для проведения визуализационной оценки люциферин вводится внутрибрюшинно.
- Мониторинг включает настройку параметров времени экспозиции и анализ конкретных областей интереса (ROI).
Основные результаты
- Визуализация in vivo выявила более высокие базальные сигналы люциферазы в областях без шерсти, таких как подушечки лап и хвост.
- Значительное действие гормонов щитовидной железы было отмечено в бурой жировой ткани при холодовом стрессе.
- Было установлено, что лечение не повлияло на сигналы люциферазы в определенных областях.
- В ходе исследований с помощью методов визуализации отслеживались накопление и выведение эндокринного дизруптора диклазурила в течение трех недель.
Выводы
- Модель THAI позволяет изучать динамику тиреоидных гормонов in vivo и их нарушение под воздействием химических веществ.
- Данная модель облегчает характеристику эффектов эндокринных дизрупторов в живом организме, что потенциально снижает количество животных, необходимых для исследований.
- Результаты способствуют более глубокому пониманию регуляции тиреоидных гормонов и влияния загрязнителей окружающей среды на физиологию млекопитающих.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Химические вещества, нарушающие работу эндокринной системы (EDC), представляют собой серьезную проблему для биофармацевтических исследований и разработок (R&D)&ввиду их сложных, тканеспецифических воздействий на действие тиреоидных гормонов (ТГ). Мышиная модель THAI позволяет проводить количественную оценку локальных нарушений функции ТГ in vivo, что повышает прогностическую достоверность при ранней идентификации опасностей и механистическом снижении рисков. Эта возможность имеет решающее значение для сортировки портфеля соединений и продвижения препаратов с более низким профилем эндокринного риска.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях&D
Первичный поиск и валидация мишени
- Позволяет напрямую изучить влияние EDC на пути тиреоидных гормонов in vivo.
- Способствует механистическому снижению рисков за счет разграничения тканеспецифических и системных эффектов.
- Облегчает функциональную валидацию мишеней при выявлении эндокринных нарушений.
- Повышает прогностическую достоверность при принятии решений о дальнейшем продвижении соединения.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает валидированную систему in vivo для количественного измерения действия ТГ.
- Позволяет проводить воспроизводимую лонгитюдную оценку эффектов соединений у одного и того же животного.
- Способствует стандартизации анализа для конвейеров скрининга ЭВР.
- Позволяет осуществлять масштабируемую оценку смесей и метаболитов, имеющих значение при воздействиях в реальных условиях.
Трансляционные и доклинические исследования
- Соответствует моделям эндокринных нарушений, имеющим значение для заболеваний, что позволяет разрабатывать трансляционные биомаркеры.
- Обеспечивает непрерывность процесса от этапа поиска до доклинической валидации эндокринных рисков.
- Поддерживает продвижение разработок с учетом рисков, предоставляя доказательства тканеспецифических нарушений in vivo.
- Облегчает проведение лонгитюдных исследований хронических эффектов или эффектов отмены эндокринных разрушителей (EDCs).
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Мышиная модель THAI интегрируется в континуум от поиска до доклинических исследований, связывая раннюю идентификацию опасностей с трансляционной валидацией эндокринных нарушений.
- Открывающая биология: позволяет количественно оценить тканеспецифическое действие TH для выяснения механизмов действия EDC и биологического риска.
- Скрининг: обеспечивает воспроизводимые количественные результаты для приоритизации и сортировки EDC.
- Аналитика: предоставляет надежные биолюминесцентные измерения для статистического сравнения различных условий и временных точек.
- Трансляционные исследования: способствуют согласованию с релевантными для человека эндокринными конечными точками и стратегиями использования биомаркеров.
- Корпоративное повторное использование: предлагает многократно используемую, адаптируемую платформу для различных исследований EDC и эндокринных рисков.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышает прогностическую достоверность и снижает механистическую неопределенность при оценке эндокринных нарушений.
- Операционная ценность: Стандартизирует рабочие процессы in vivo и сокращает количество используемых животных благодаря применению лонгитюдных моделей с самоконтролем.
- Стратегическая ценность: Обеспечивает более обоснованное принятие решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и повышает эффективность использования капитала за счет раннего выявления рисков, связанных с эндокринной активностью.
- Влияние на портфель: Поддерживает приоритизацию с учетом рисков и продвижение более безопасных соединений.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области визуализации in vivo и работы с трансгенными мышами.
- Необходим доступ к оборудованию для биолюминесцентной визуализации и совместимому программному обеспечению для анализа.
- Требуется стандартизация параметров визуализации и рабочих процессов анализа данных между исследовательскими группами.
- Метод применим к различным схемам лечения и смесям EDC, но ограничен исследованием пути TH.
- Практические ограничения включают помехи со стороны шерсти и вариабельность сигнала в зависимости от региона.
