TSSB, Nöral Hematolojik ve Davranış Bağlantılı Revealing için Hayvan Modelinde Biyobelirteçler
10 Ekim 2012
Biz TSSB hastalarının karakteristik nöroendokrin fonksiyonlarda kalıcı değişikliklere ve gecikmiş uzun vadeli, abartılı bir korku tepkisi, ortaya travma sonrası stres bozukluğu (TSSB) bir sıçan modelinde tarif. Hayvan modeli ve burada tarif edilen yöntemler, fakat mekanistik çevresel beyaz kan hücrelerindeki biyolojik olan hastalarda ölçülemez beyin çekirdeklerinde biyo, kutu arasında ilişki için yararlıdır.
Bu prosedürün genel amacı, TSSB'nin bir hayvan modelini oluşturmaktır. Bu, hayvanı fiziksel olarak strese sokarak ve ardından beslenme davranışını ve irkilme tepkisini karakterize ederek gerçekleştirilir. Ayrıca, dolaşımdaki mahkeme seviyelerini ölçmek için bir prosedür de gösterilmiştir.
Sonuç olarak, beyaz kan hücreleri ve travmatize olmuş hayvanlar tarafından sunulan biyobelirteçler, beyin dokusundaki aynı biyobelirteçlerin ekspresyonu ile ilişkilendirilebilir. Böylece, bu model yeni yollar açar TSSB çalışması için, TSSB benzeri sendromu olan hayvan modelini kullanıyoruz. Bu hayvan modelini kullanmak, TSSB'nin nörobiyolojik mekanizmalarını keşfetmemize izin verir, bu hayvan modelinde ortaya çıkan nörobiyolojik belirteçlerin onu sendrom veya TSSB ile ilişkilendirdiği gösterilmiştir.
Belki de savaş travmasına maruz kalan her üç askerden biri aşırı korku, saldırganlık veya diğer sıkıntı belirtileri geliştirecektir. Tam olarak anlamadığımız nedenlerden dolayı, bu en savunmasız askerleri mümkün olduğunca erken, hatta savaşa girmeden önce tespit etmek için yöntemler belirlememiz gerekiyor, böylece onları desteklemek için daha fazlasını yapabiliriz. Travma sonrası stres bozukluğunun temel bileşenlerinden biri, bazen irkilme olarak adlandırılan aşırı uyarılma ve korku tepkisidir.
Hem insanlarda hem de hayvan modellerimizde meydana gelen bu özel tepkiyi anlamak, bu bozukluğu anlamamıza yardımcı olacaktır. Dr. Lee'nin laboratuvarı, bu abartılı korku tepkisinin hayvan modellerini anlamaya odaklanmıştır. Benim çalışmam TSSB biyobelirteçleri ile.
Bu TSSB biyobelirteçleri, periferik beyaz kan hücrelerinden alınır, hastalardan birleştirilir ve ölüm sonrası beyin dokusundan alınır. Biyobelirteçler canlı beyinlerle ilişkilendirilmelidir. Bu korelasyon sadece TSSB'nin bir hayvan modelinde yapılabilir.
Duygu, beynin farklı bölgeleri tarafından farklı şekillerde toplanır. TSSB'nin bir hayvan modeline sahip olmak, beynin bu farklı bölgelerini eksize etmeyi mümkün kılar. Biyobelirteçlerin bağımsız keşfi için, ağırlığı 150 ila 200 gram arasında olan 32 erkek albino sütyen dolly sıçanını seçin.
Her hayvan, denemeden önceki üç gün, deneme sırasında üç gün ve denemeden sonraki üç gün boyunca tutarlı çevresel koşulların korunmasına büyük özen gösterilerek ayrı ayrı barındırılmalıdır. Her hayvanın vücut ağırlığının yanı sıra her hayvanın yiyecek ve su tüketimini kaydedin, tüm hayvanları hayvan tesisine ve akustik bir ürkütücü odaya alıştırın. Denemeden önceki üç gün boyunca, her hayvanın, denemenin başlamasından önceki gün ek bir uyaran olmadan irkilme odasında günde beş dakika geçirmesine izin verin. Akustik irkilme tepkisinin temel bir ölçümü yapılır.
Daha sonra, 32 hayvanı üç test günü boyunca kontrol edilecek ve deneysel olacak iki normalleştirilmiş gruba ayırmak için temel tepki ve ağırlık kullanılır. Deney grubu vurgulanmıştır. Günlük stres, sabah saatlerinde kısıtlama ve kuyruk şokları ile sağlanır.
Daha sonra sıçanın kuyruğuna elektrot jeli ile bir elektrot bağlayın ve elektrot klipsini, sansasyonel ancak ağrılı olmayan bir akımı titre etmek için kuyruğun kan dolaşımını etkilemeyecek şekilde kuyruğa takın. Dr. Lee başlangıçta elektrotu farenin kuyruğundan daha hassas olan kendi parmağına yerleştirdi ve akımı caydırıcı olacak şekilde ayarladı, ancak ne acı verici ne de zarar verici. Üç günlük stres testinden sonraki yedinci, 14. ve 21. günlerde.
Akustik irkilme tepkisi, ses yalıtımlı bir odada ağırlığa duyarlı platformlardan oluşan kalibre edilmiş bir sistem kullanılarak ölçülür. Sistem ilk kurulduğunda, bir gerinim ölçer olan dönüştürücü, kuplörün DC moduna geçirilmesini gerektirir, böylece kuplörün çıkışı doğrudan platformdan gelen girişi takip eder ve çıkışı platformdaki statik ağırlıklara kalibre eder. Test sırasında, dönüştürücü AC bağlantılı moda geçirilir.
Bu nedenle, irkilme tepkisini gösteren kuvvetteki tek hızlı değişiklik çıktıdır. Test, rastgele bir sırayla sekiz kez verilen altı tür uyarandan oluşur. Bu uyaranlar, ön darbeli veya darbesiz 100 desibel tonu, ön darbeli veya darbesiz 110 desibel tonu içerir.
Tek başına ön darbeler ve sıfır desibel kontrolü, denemeler arası aralık aralıkları 15 ila 25 saniye arasında rastgele atanır. Hayvanın hareketleri, irkilmenin başlamasından sonraki 200 milisaniye içinde meydana gelen maksimum yanıt olarak kaydedilir ve sekiz denemenin her birinden uyaran ortaya çıkarır. Altı uyaranın her biri için maksimum değer kaydedilir.
İrkilme tepkisi verileri, hayvanın aynı gün ölçülen vücut ağırlığına bölünür. Tüketim verileri ve vücut ağırlığı bu nedenle yedi farklı günde ölçülür. Stresten sonraki ilk günden itibaren 1, 14, 21 ve 30. günlerde stres testinden sonra, flor anestezisi altında ışık altında kuyruk damarından kan heparinize tüplere çekilir ve hazır olana kadar dondurulur Analiz için, plazma kortu seviyelerini analiz etmek için aktif bir RAC çekirdeği Eliza kullanın.
Mikro titrasyon şeritlerini işaretleyerek ve sıçan çekirdek enzim konjugat çözeltisini karıştırarak testi hazırlayın. Hazırlandıktan sonra, 20 mikrolitre standartları, kontrolleri ve bilinmeyenleri ELI A plakasının kuyucuklarına pipetleyerek teste başlayın. İkinci olarak, her bir oyuğa sadece beş ila 10 saniye boyunca 100 mikrolitre enzim konjuge çözeltisi ekleyin.
Çözeltileri karıştırmak için plakaya hafifçe vurun. Üçüncüsü, her bir oyuğa 100 mikrolitre sıçan çekirdek enzim konjugatı ekleyin ve plakayı oda sıcaklığında bir saat boyunca çalkalayarak inkübe edin. İnkübasyondan sonra, her bir kuyucuğu aspire etmek ve yıkama solüsyonu ile beş kez yıkamak için otomatik bir mikroplaka yıkayıcı kullanın.
Daha sonra plakayı emici bir malzeme üzerinde ters çevirerek kurulayın. Daha sonra, yarı otomatik bir dağıtıcı kullanılarak her bir oyuğa 100 mikrolitre TMB kromojen çözeltisi eklenir. Son olarak, her bir kuyucuğa 100 mikrolitre durdurma çözeltisi verin ve plakayı beş ila 10 saniye boyunca elle sallayın.
30 dakika içinde, stres testi, kontrol ve deney grupları arasındaki yiyecek ve su tüketimi kaydedildikten sonra verileri toplamaya devam edin. Stres sonrası vücut ağırlığı ölçümleri, deney grubunda kontrollere kıyasla daha az kilo alımını ortaya koymuştur. Plazma örnekleri, hayvanlarda yüksek mahkeme seviyelerini ortaya çıkardı.
Stres testi göz önüne alındığında, deney hayvanlarının irkilme tepkisi kontrol grubundan önemli ölçüde farklıydı. Biyobelirteç taraması, kontrollerde görülmeyen stresli hayvanlarda beyin dokusu ile beyaz kan hücresi ekspresyonu arasında benzersiz korelasyonlar ortaya çıkardı. Bu belirteçler, klinik değerlendirme ile birlikte aşağıdaki deneyler için aday olarak hizmet edecektir.
Nörobiyolojik ölçüm, gelecekte patofizyolojik süreci veya TSSB'yi daha objektif bir şekilde tanımlayacaktır. Bu hayvan modelinden biyobelirteç keşfedin, teşhis edici olacaktır. Ek olarak, bu TSSB'li hasta için daha etkili bir farmakoterapiye yol açacaktır.
Genel Bakış
Bu çalışma, travma sonrası stres bozukluğu (TSSB) için bir sıçan modeli oluşturarak, nörendokrin değişiklikleri ve abartılı korku tepkilerini araştırmayı amaçlamaktadır. Model, beyin dokusundaki biyobelirteçlerin periferik beyaz kan hücrelerindeki biyobelirteçlerle ilişkilendirilmesine olanak tanır ve TSSB mekanizmaları hakkında bilgiler sağlar.
Çalışmanın Temel Bileşenleri
Bilim Alanı
- Nörobilim
- Psikiyatri
- Hayvan Davranışı
Arka Plan
- TSSB, özellikle savaşa maruz kalan askerler dahil birçok bireyi etkiler.
- TSSB'nin nörobiyolojik mekanizmalarını anlamak, erken teşhis ve müdahale için kritik öneme sahiptir.
- Hayvan modelleri, TSSB ile ilgili biyobelirteçlerin incelenmesi için gereklidir.
- Hiperarousal ve abartılı korku tepkileri, TSSB'nin temel özellikleridir.
Çalışmanın Amacı
- TSSB semptomlarını taklit eden bir hayvan modeli geliştirmek.
- Periferik kandaki biyobelirteçleri beyin biyobelirteçleriyle ilişkilendirmek.
- TSSB'nin altında yatan nörobiyolojik mekanizmaları araştırmak.
Kullanılan Yöntemler
- Kontrollü çevre koşulları altında 32 erkek albino sıçan kullanıldı.
- Beslenme davranışı ve ürküş tepkilerinin temel ölçümleri alındı.
- Stres, kısıtlama ve kuyruk şokları ile indüklendi.
- Biyobelirteçler, kan örneklerinden ve beyin dokusundan analiz edildi.
Ana Sonuçlar
- Stres sonrası ürküş tepkilerinde önemli değişiklikler gözlendi.
- Periferik ve merkezi biyobelirteçler arasında korelasyonlar kuruldu.
- Model, sıçanlarda TSSB benzeri semptomları etkili bir şekilde gösterdi.
- Bulgular, TSSB mekanizmalarını ve potansiyel müdahaleleri anlamamıza katkıda bulunmaktadır.
Sonuçlar
- Sıçan modeli, TSSB'nin nörobiyolojisine değerli bilgiler sağlar.
- Biyobelirteçlerin ilişkilendirilmesi, TSSB patolojisini anlamamızı geliştirir.
- Bu araştırma, risk altındaki bireyler için erken tanımlama stratejilerini bilgilendirebilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Executive Industry Relevance
Establishing a translational animal model that correlates central and peripheral biomarkers addresses a critical gap in PTSD drug discovery, enabling objective evaluation of target engagement and therapeutic efficacy. This approach supports mechanistic de-risking by linking molecular changes in brain tissue with measurable blood-based signatures, facilitating early go/no-go decisions in neuropsychiatric programs. The model enhances predictive confidence for target validation by providing a disease-relevant system to interrogate pathophysiological mechanisms and biomarker translatability.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses by correlating brain-specific biomarkers with peripheral blood signatures in a PTSD-relevant system.
- Operational Value: Supports functional target validation through measurable neuroendocrine and behavioral readouts such as corticosterone levels and acoustic startle response.
- Predictive Value: Facilitates portfolio triage by establishing mechanistic links between central biomarkers and peripheral correlates that can inform target confidence.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares standardized biological systems for downstream biomarker screening using validated endpoints like ELISA-based corticosterone measurement and gene expression profiling.
- Operational Value: Ensures assay reproducibility through standardized stress protocols (restraint and tail shock) and normalized behavioral testing (acoustic startle response per body weight).
- Scalability: Enables platform reuse for longitudinal biomarker tracking across pre- and post-stress phases in drug discovery workflows.
Translational & Preclinical Research
- Translational Continuity: Bridges discovery and preclinical validation by allowing correlation of central biomarkers (unobtainable in humans) with peripheral biomarkers and behavioral phenotypes.
- Risk-Adjusted Advancement: Supports go/no-go decisions by demonstrating biomarker concordance between brain tissue and white blood cells under stress conditions.
- Disease Relevance: Models PTSD pathophysiology including delayed startle response, HPA axis dysregulation, and metabolic alterations, aligning with clinical symptom timelines.
Pipeline & Workflow Integration
The model integrates into the discovery continuum from target hypothesis testing through lead identification to preclinical validation by providing a disease-relevant system for biomarker correlation and mechanistic de-risking.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification by enabling measurement of neurobiological alterations in brain regions and nuclei following stress exposure.
- Screening: Delivers assay readiness through standardized corticosterone ELISA and acoustic startle response protocols that yield quantitative, reproducible outputs.
- Analytics: Generates measurable readouts including corticosterone levels, startle response magnitude, body weight changes, and gene expression profiles for comparative condition analysis.
- Translational Research: Connects discovery to preclinical continuity by correlating central biomarkers with peripheral signatures and behavioral phenotypes in a PTSD-relevant system.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable capability for longitudinal biomarker evaluation across multiple therapeutic candidates and mechanism-of-action studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Provides predictive confidence through mechanistic de-risking by linking central pathophysiological changes with peripheral biomarker expression.
- Operational Value: Ensures standardization and reproducibility via defined stress paradigms, behavioral assays, and biomarker quantification methods.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by enabling target validation through biomarker concordance between brain and blood compartments.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization by establishing translational continuity from molecular biomarkers to behavioral outcomes in a disease-relevant model.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent handling, stress paradigm execution, and neurobehavioral testing including acoustic startle response measurement.
- Dependent on instrumentation for calibrated startle response systems, ELISA platforms, and microarray or qPCR tools for gene expression analysis.
- Necessitates cross-team standardization between in vivo pharmacology, biomarker analysis, and behavioral science groups for consistent data interpretation.
- Involves adaptation considerations when translating protocols across rat strains, ages, or stress durations while maintaining biomarker-behavioral correlations.
- Includes practical limitations such as the compressed temporal scale of rodent models requiring careful alignment with human PTSD symptom onset and progression timelines.
