Испорука-но-мозак у НХПс: 125И СПЕЦТ студија случаја

Тхекрвно{0}}мождану баријеру(БББ) је једно од главних ограничења у развоју лекова за централни нервни систем (ЦНС). Ограничава улазак многих малих молекула и већине биолошких лекова у мождани паренхим. Интраназално, илинос-до-испорука мозгастога је привукао интересовање јер је носна шупљина анатомски повезана са ЦНС преко олфакторних и тригеминалних путева. Ови путеви могу обезбедити приступ мозгу који се не објашњава само системском циркулацијом.

Научни изазов није једноставно одабрати интраназални пут. То је да се покаже где иде примењени материјал, колико је сигнала повезано са мозгом, како се тај сигнал мења током времена и да ли посматрање одражава нетакнути тестни чланак, а не одвојену етикету или метаболит. Фармакокинетика плазме (ПК) не може одговорити на ова питања.Узорковање цереброспиналне течности (ЦСФ).пружа информације из ограниченог одељка и ограниченог броја временских тачака. Терминална анализа мозга обезбеђује директна мерења ткива, али свака животиња генерално доприноси једном терминалном опсервацији.

Радио-обележенмолекуларно снимањепружа комплементаран начин за решавање ових питања код примата који нису -људи (НХП). Комбиновањем радиоактивно обележеног тестног чланка са серијским СПЕЦТ/ЦТ, истраживачи могу да прате сигнал-повезан са трагачем у мозгу и целом телу код исте животиње током времена. Овај чланак говори о случају пептида обележеног јодом-125 представљеном токомПрисис Биотецх вебинар о молекуларним сликамаи објашњава шта дизајн студије може, а шта не може, да покаже.

Зашто плазма ПК није довољна за процену испоруке ЦНС-а?

Системска изложеност није еквивалентна изложености мозга. Једињење може произвести мерљиве или чак значајне концентрације у плазми док достиже само ограничене концентрације у мозгу. Однос је посебно тешко протумачити након интраназалне примене, јер се примењени материјал може задржати у носној шупљини, очистити у респираторни тракт, системски апсорбовати или транспортовати ка ЦНС-у кроз локалне анатомске путеве.

Узорковање ЦСФ додаје корисне информације, али ЦСФ није директан сурогат за сваки одељак мозга. Узимање узорака је инвазивно, пружа ретке временске тачке и можда не представља регионалну изложеност паренхима. Терминална анализа можданог ткива је директнија, али лонгитудинална крива задржавања захтева одвојене животиње за сваку терминалну временску тачку. Ово повећава број потребних животиња и чини временски ток више зависним од -варијабилности предмета.

Ни ПК плазме ни једно терминално мерење не дају потпуну просторну слику. За интраназални ЦНС програм, истраживачи ће можда морати да знају да ли тестни предмет остаје у носној шупљини, доспева у доње дисајне путеве, дистрибуира се у друге органе или показује регионални образац у мозгу. Ово су питања дистрибуције колико и питања концентрације.

Како радиоактивно обележени СПЕЦТ подржава процену-но-мозак

Студија молекуларне слике почиње избором радионуклида и стратегијом обележавања која одговара испитиваном чланку и очекиваном биолошком временском току. У случају вебинара, пептид је обележен јодом-125 (125И), радионуклидом са физичким полуживотом-од приближно 59,4 дана. Његов релативно дуг физички полуживот- је компатибилан са серијским посматрањем током сати до дана, што је релевантно када се задржавање мозга може проширити преко кратког прозора за снимање обично коришћених краткотрајних ПЕТ радионуклида.

Означени материјал се примењује на нивоу трагача. Овај тип дизајна микродозе има за циљ да обезбеди детектабилан сликовни сигнал уз минимизирање фармаколошке пертурбације обележеног материјала. Он сам по себи не доказује да се означени препарат понаша идентично као необележени терапеутски лек. То питање зависи од места обележавања, специфичне активности, радиохемијске чистоће, формулације и очувања биолошких својстава родитељског молекула.

СПЕЦТ/ЦТ комбинује молекуларне информације-изведене од радионуклида са анатомском ко-регистрацијом. Серијска скенирања се могу користити за процену:

• да ли се сигнал{0}}повезан са мозгом може детектовати након интраназалне примене;
• анатомска дистрибуција сигнала унутар снимљених ЦНС региона;
• промена сигнала{0}}повезаног са мозгом током времена; и
• истовремени распоред у носној шупљини, дисајним путевима, плућима и другим органима у видном пољу.

Резултујућа мерења се најбоље тумаче као дистрибуција сигнала{0}}повезаног са трагачем или радио-обележеног{1}}материјала. Не би требало аутоматски да се описују као нетакнуте родитељске-концентрације лека осим ако стабилност етикете и ек виво биоанализа подржавају ту интерпретацију.

Студија случаја: Серијски 125И СПЕЦТ након интраназалне администрације пептида у НХП

Случај је спроведен од стране Присис Биотецх-ових НХП могућности за транслациона истраживања као и могућности радиохемије и молекуларне слике. У студији је коришћен пептид обележен јодом-125 који се даје интраназално на НХП.

Серијско СПЕЦТ снимање је изведено 1, 24, 48, 72 и 96 сати након примене. Секвенца снимања је дизајнирана да испита присуство и дистрибуцију радиоактивно обележеног сигнала-повезаног са мозгом током више-дневног периода уместо да се ослања на једно мерење на терминалу.

Случај је пружио три повезане врсте информација. Прво, сигнал-повезан са мозгом је примећен након интраназалног дозирања, што је подржало даље испитивање испоруке ЦНС-а. Друго, дистрибуција сигнала би се могла проценити по анатомским регионима мозга уместо да се третира као једна целина-вредност мозга. Треће, серијска скенирања су показала како се сигнал-повезан са мозгом променио током периода посматрања од 96 сати, укључујући задржавање сигнала који се може детектовати најмање 72 сата као што је представљено на вебинару.

Исте набавке су такође пружиле информације изван ЦНС-а. Сигнал је процењен у пределу носа, образа, бронхијалног тракта и плућа. Ово је важно јер локално таложење и респираторни клиренс могу да утичу на део интраназалне дозе која остаје доступна за потенцијални транспорт из носа-у-мозак. Дизајн имиџинга који испитује и диспозицију повезану са ЦНС-и дисајним може помоћи истраживачима да тумаче пут испоруке у целини, а не да се фокусирају само на коначну слику мозга.

Шта дизајн студије може да одговори

1. Да ли се сигнал{1}}повезан са мозгом може детектовати након интраназалног дозирања?

Серијски СПЕЦТ пружа ин виво доказе да је радиоактивно обележени материјал присутан у снимљеном региону мозга након примене. Ово је јаче од закључивања испоруке ЦНС-а само из излагања плазми. Резултат још увек треба прецизно описати: снимање показује сигнал праћења-повезаног са мозгом, али само по себи не доказује тачан транспортни пут нити утврђује да је нетакнути пептид ушао у одређени тип мождане ћелије.

2. Где се акумулира сигнал?

СПЕЦТ/ЦТ пружа просторне информације на нивоу који дозвољавају модалитет, квалитет регистрације, метод реконструкције и{0}}специфична резолуција студије. Регионална анализа може показати да ли је сигнал концентрисан у одређеним анатомским областима. Ово је важно за ЦНС програме у којима би просек целог мозга-могао да сакрије регионалне разлике у изложености или задржавању.

3. Како се сигнал-повезан са мозгом мења током времена?

Секвенца од 1- до 96-сата пружа временски курс унутар предмета. Истраживачи могу да испитају време до највишег уоченог сигнала, постојаност преко прозора за посматрање и очигледно испирање. Ова запажања изведена са имиџинга могу се узети у обзир уз ПК плазме, податке ЦСФ, фармакодинамичке крајње тачке и ек виво мерења ткива.

4. Где одлази остатак дозе?

Снимци целог{0}}тела или проширеног{1}}поља могу открити истовремену дистрибуцију изван мозга. За интраназално дозирање, носна шупљина и респираторни тракт су посебно релевантни. Дистрибуција периферних органа такође може помоћи да се идентификују обрасци изложености који могу бити релевантни за безбедност, клиренс или тумачење привидне фракције ЦНС испоруке.

5. Може ли студија смањити зависност од терминалног узорковања?

Серијско снимање омогућава поновљено посматрање истог субјекта, што може смањити потребу за додељивањем засебних терминалних кохорти свакој временској тачки. Обим било каквог смањења зависи од циљева студије, плана валидације, броја животиња, распореда снимања и потребе за директном ек виво потврдом. Молекуларно снимање стога треба посматрати као начин да се побољшају информације добијене из студије на животињама, а не као аутоматска замена за терминалну анализу.

Шта имиџинг не утврђује сам од себе

Прво ограничење је просторна и ћелијска резолуција. СПЕЦТ/ЦТ може да локализује радиообележени сигнал у анатомским регионима, али не може да утврди да ли је материјал унутар неурона, глијалних ћелија, васкуларних одељења или екстрацелуларног простора. Ћелијска и субћелијска локализација захтева методе као што су ауторадиографија, хистологија, имунохистохемија или други терминални тестови.

Друго ограничење се тиче молекуларног идентитета. Камера детектује радиоактивни распад изотопа. Не разликује интактни пептид од радиоактивно обележеног метаболита или слободног јода ако се ознака ослобађа ин виво. Стабилност етикете стога треба проценити пре и током студије где је то потребно. Одабране крајње временске тачке могу се упарити са ек виво биоанализом да би се утврдило колико блиско сигнал слике представља родитељски тестни чланак.

Треће ограничење је приписивање руте. Сигнал-повезан са мозгом после интраназалног дозирања је компатибилан са испоруком ЦНС-а, али сам СПЕЦТ не може дефинитивно да разликује директан транспорт из носа-у-мозак од системске апсорпције праћене накнадним пролазом БББ-а или из комбинације путева. Специфични закључци-закључци захтевају интеграцију са дизајном студије, подацима о формулацији, ПК плазме и ткива, мерењима ЦСФ где је то потребно и релевантним контролама.

Ова ограничења не смањују вредност слике. Они дефинишу како треба користити податке. Серијско снимање може да идентификује регионе и временске тачке које захтевају детаљну терминалну истрагу, омогућавајући да се ек виво рад фокусира на одређена питања, а не да се дистрибуира кроз произвољан временски ток.

Зашто су НХП релевантни за развој носа-за{1}}развој мозга

Глодари су и даље корисни за скрининг формулације, студије механизама и рану проверу-о-функционисања концепта. Међутим, назална анатомија и респираторна физиологија глодара се разликују од оних код људи. Глодари су обавезни дисачи носа, а олфакторни епител заузима пропорционално већи део носне дупље. Ове карактеристике могу утицати на таложење и могу довести до већег очигледног доприноса олфакторног транспорта него што би се очекивало код људи.

НХП пружају ближи анатомски и физиолошки контекст за одабрана транслациона питања, укључујући геометрију носне шупљине, организацију дисајних путева, образац дисања, анатомију ЦНС-а и компатибилност са клиничким{0}}еквивалентним сликама. Подаци НХП-а не елиминишу несигурност у људском преводу и не треба их тумачити као директно предвиђање клиничке изложености. Њихова вредност је у томе што омогућавају процену путање, регионалне дистрибуције, задржавања и системске диспозиције у моделу који има већи значај за људску анатомију од стандардних студија глодара за нека питања испоруке.

Избор врсте треба да остане вођен развојним питањем. НХП студија је најинформативнија када је осмишљена да реши одлуку која се не може адекватно решити ин витро или код глодара, као што је избор формулације, регионална изложеност ЦНС-у, процена уређаја за испоруку{1}} или однос између локалног таложења и системске изложености.

Интеграција сликања са ПК, биоанализом и фармакологијом

Молекуларно снимање је најкорисније када се планира као једна компонента интегрисаног транслационог скупа података. Студија--од носа до мозга може да комбинује серијски СПЕЦТ/ЦТ са ПК плазме, узорковањем ЦСФ-а, назалним и респираторним проценама, биоанализом ткива, мерењима биомаркера и фармакодинамичким крајњим тачкама.

Ова интеграција омогућава поређење неколико слојева доказа:

• Системска изложеност:концентрација у плазми, изложеност и клиренс;
• Просторна експозиција:регионална дистрибуција радиоактивно обележеног материјала у мозгу и периферним{0}}органима;
• Временска изложеност:промена сигнала од раног периода након{0}}дозе до каснијег задржавања или испирања;
• Молекуларни идентитет:удео сигнала који се може приписати нетакнутом матичном материјалу или релевантним метаболитима; и
• Биолошки ефекат: циљано ангажовање, одговор биомаркера или функционална фармакологија.

Ниједан слој није довољан за сваки програм. Транслациона интерпретација постаје јача када се сигнал слике повеже са измереним тестним чланком, очекиваним механизмом и биолошким одговором који је релевантан за терапијску хипотезу.

Улога Присис Биотецх у НХП студијама о-{1}}имиџинга мозга

Присис Биотецх спроводи НХП транслационе студије које могу да укључе интраназално дозирање, серијско молекуларно снимање, ПК/ПД, анализу биомаркера и комплементарне процене ткива. Ток посла може да обухвата селекцију радионуклида, радио-обележавање, припрему и пречишћавање после{1}}обележавања, контролу квалитета, СПЕЦТ/ЦТ/ЦТ или ПЕТ/ЦТ великих животиња-и квантитативну анализу слике.

Материјали вебинара описују радне токове обележавања и снимања применљивих на мале молекуле, пептиде, протеине, макромолекуле, наноматеријале и антитела. Одговарајући радионуклид и модалитет зависе од испитиваног артикла, хемије обележавања, очекиване кинетике, потребног прозора за посматрање, осетљивости и циљева студије. Ове параметре треба утврдити током дизајна студије, а не бирати искључиво на основу доступности инструмента.

За програме из носа-на{1}}мозак, практичан циљ је да повеже процедуру испоруке са одбрањивим пакетом доказа: где је материјал откривен, како се његова дистрибуција мења током времена, који део сигнала се може приписати матичном молекулу и да ли је излагање повезано са фармаколошким ефектом.

Закључак

Серијски 125И СПЕЦТ пружа начин за процену дистрибуције -повезаног и респираторног- система након интраназалне примене пептида у НХП. У случају вебинара, скенирања у 1, 24, 48, 72 и 96 сати су показала како једна администрација на-нивоу праћења може да генерише лонгитудиналне и просторне информације, укључујући детективне сигнале повезане са мозгом{10}}у трајању од најмање 72 сата, како је представио тим за проучавање.

Метода не доказује независно тачан механизам транспорта-од носа до-мозака, ћелијску локализацију или нетакнуту-концентрацију родитеља. Ова питања захтевају комплементарне контроле, процену стабилности{4}}означавања, биоанализу и, где је потребно, методе терминалног ткива. Његова вредност лежи у додавању поновљеног ин виво погледа на дистрибуцију и задржавање у конвенционални оквир за анализу ПК и ткива{6}}.

За развој ЦНС лекова, најинформативнији дизајн обично није сликање уместо биоанализа. То је снимање заједно са биоанализом, фармакологијом и одговарајућим транслационим крајњим тачкама. Ова комбинација може да подржи прецизније одлуке о формулацији, дозирању, регионалној изложености ЦНС-у, задржавању и следећој фази неклиничког развоја.