Delweddu Bioddosbarthu PET mewn Archesgobion nad ydynt yn-Dynol

Mae tomograffeg allyriadau positron (PET) yn mesur lle mae cyffur radio-labelu, bioleg, nanoronyn, neu therapi celloedd yn mynd y tu mewn i gorff byw. Mewn -astudiaethau primatiaid nad ydynt yn ddynol (NHP), ei brif fantais yw ateb cwestiynau na all dyraniad terfynol: nid yn unig a yw ymgeisydd yn cyrraedd ei darged, ond ble mae'n teithio, pa mor bell y mae'n lledaenu o safle'r pigiad, a sut mae'r patrwm hwnnw'n newid dros amser.

Y cwestiynau hynny sydd bwysicaf ar gyfer brechlynnau a therapïau nanoronynnau, lle mae'r llwybr trwy nodau lymff yn aml yn pennu faint o antigen sy'n cyrraedd y nodau draenio ac, yn ei dro, pa mor gryf yw'r ymateb imiwn.

Papur 2021 i mewnBioddeunyddiaudangos sut olwg sydd ar hyn yn ymarferol. Olrheiniodd Martin a'i gydweithwyr frechlyn nanoronynnau mewn macacau rhesws gyda delweddu fflworoleuedd lefel PET a meinwe, gan weithio o'r anifail cyfan i lawr i ffoliglau unigol. Ar ôl pigiad clun, dangosodd signal brechlyn mewn nodau lymff argreffiol ac iliac, rhai mor bell â 17 cm o safle'r pigiad. Ar lefel meinwe, roedd yr antigen amlen HIV a ddangoswyd nanoronynnau wedi ymgasglu o amgylch y rhwydweithiau celloedd dendritig ffoliglaidd (FDC) y tu mewn i ffoliglau celloedd B.

Y siop tecawê ar gyfer datblygwyr cyffuriau: mae delweddu yn gadael i chi gysylltu'r hyn sy'n digwydd ar safle'r pigiad i'r man lle mae'r defnydd yn gorffen, heb orfod lladd yr anifail ar bob pwynt amser i ddarganfod.

Mae gwaith bioddosbarthu bob amser wedi golygu lladd anifeiliaid ar adegau penodol ac yna mesur y meinwe: cyfrif gama, awtoradiograffeg, histoleg, neu ddarlleniad bio-ddadansoddol. Mae pob pwynt amser yn anifail gwahanol, felly dim ond ciplun gewch chi.

Mae PET yn dileu'r cyfyngiad hwnnw. Gallwch chi ddelweddu'r un anifail dro ar ôl tro a gwylio'r label radio yn symud.

Mewn gwaith rhag-glinigol mae'r gallu sengl hwn yn rhannu'n sawl cwestiwn ar unwaith: i ble mae'r deunydd yn mynd, pa mor gyflym y mae'n clirio, a yw'n cyrraedd y targed, ac a yw'r dosbarthiad yn cyfateb i'r mecanwaith arfaethedig. Ar gyfer astudiaethau NHP yn benodol, mae'r cyferbyniad â gwaith meinwe confensiynol yn edrych fel hyn:

Nid yw PET yn stondin-i mewn ar gyfer dadansoddi meinwe. Mae ei werth yn ymddangos pan fyddwch chi'n paru'r-llun moleciwlaidd o'r corff cyfan ag anatomeg a -bwyntiau terfyn lefel meinwe.

Adeiladodd grŵp Martin frechlyn is-uned gyda'r bwriad o reidio'r lymffatig: trimiwr amlen HIV wedi'i osod ar nanoronyn (trimer-NP), wedi'i baru â-cynorthwyydd CpG cyfun (amff-CpG) lipid. Fe wnaethant ddefnyddio PET ynghyd â delweddu fflworoleuedd meinwe i gysylltu'r llun anifail cyfan â'r hyn a ddigwyddodd y tu mewn i nodau unigol.

Ar ôl y pigiad clun, cododd PET y brechlyn yn bennaf mewn nodau inguinal ac iliac. Cyrhaeddodd y signal nodau iliac 17 cm o safle'r pigiad.

Mae'r pellter hwnnw'n bwysig. Mae'n dangos na allwch gymryd yn ganiataol bod draeniad mewngyhyrol yn stopio yn y nod agosaf. Mewn anifail mawr, mae'r olrheiniwr yn croesi gorsafoedd lymffatig ar wahân y byddai sampl leol safonol yn eu methu. Mae NHP PET yn ennill ei le mewn gwaith brechlyn yma: mae'n dangos gwir faint y lledaeniad lymffatig yn yr anifail byw, yn lle pa nodau bynnag y penderfynodd rhywun eu casglu o flaen amser.

Paru PET â delweddu meinwe yw'r man lle mae'r astudiaeth hon yn dod yn ddiddorol.Gosododd PET y patrwm macro: nodau inguinal ac iliac fel y prif safleoedd derbyn. Yna dangosodd delweddu fflworoleuedd sut roedd cydrannau'r brechlyn yn eistedd y tu mewn i'r nodau hynny. Roedd y trimer arddangos nanoronynnau wedi ymgasglu o amgylch ymylon y rhwydweithiau FDC mewn ffoliglau cell B. Mae'r lleoliad hwnnw'n gwneud synnwyr biolegol: FDCs yw sgaffald y ffoligl lymffoid a'r strwythur sy'n dal antigen yn y ganolfan germinaidd.

Ond nid yw'r delweddu yn profi achos. Dangosodd yr astudiaeth fod yr antigen yn eistedd wrth ymyl rhwydweithiau FDC; ni ddangosodd, o PET yn unig, fod y cynllun hwn wedi cynhyrchu gwell imiwnedd celloedd B. Mae delweddu yn dweud wrthych ble mae'r deunydd. Mae p'un a yw'r lleoliad hwnnw'n gyrru'r ymateb imiwn yn gwestiwn ar wahân, ac mae angen darlleniadau imiwnolegol arnoch i'w ateb.

Mae'r cadwyni llif gwaith gyda'i gilydd fel hyn:

PET → dosbarthiad rhanbarthol → delweddu meinwe → lleoliad cellog → canlyniad imiwnedd neu ffarmacodynamig

Mae pob cam yn ychwanegu'r hyn na all yr un blaenorol ei weld ar ei ben ei hun.

Y ffigwr 17 cm yw'r rhif y mae pawb yn ei gofio o'r papur hwn, ond dim ond rhywbeth yn ei gyd-destun y mae'n ei olygu.

Daeth y canlyniad o un brechlyn HIV, a roddwyd ar un safle, mewn macaques rhesws. Nid yw'n rheol ar gyfer sut mae brechlynnau'n draenio, ac ni ddylech drin 17 cm fel pellter anatomegol sefydlog sy'n dal ar draws astudiaethau NHP. Yr hyn y mae'n ei ddangos yw y gall cymeriant lymffatig pell fod yn fawr, ac y gall PET ei fesur.

I unrhyw un sy'n datblygu brechlyn, nanoronynnau, neu imiwnotherapi sy'n teithio trwy lymff, mae'r canfyddiad yn codi pentwr o gwestiynau ymarferol: ble mae'r gronfa ddeunydd ar ôl pigiad, pa nodau sy'n gweld fwyaf, a yw'r fformiwleiddiad yn newid y patrwm, ac a yw'r amlygiad hwnnw'n cyd-fynd â'r effaith imiwn neu ffarmacodynamig rydych chi ei eisiau mewn gwirionedd? Mae PET yn ateb yr ychydig gyntaf. Mae'n rhaid i brofion meinwe ac imiwnedd gau'r ddolen ar y gweddill.

Nid yw signal PET yr un peth â gweithgaredd. Mae'r camera yn gweld y radioniwclid, ble bynnag yr aeth: cyffur cyfan, metabolyn, darn wedi'i ddiraddio, neu unrhyw beth arall sy'n dal i gario'r label. Mae pa un rydych chi'n edrych arno yn dibynnu ar sut y gwnaethoch chi ei labelu.

Felly mae angen cwmni astudiaeth bio-ddosbarthu PET. Mae rhaglen brechlyn neu nanoronynnau fel arfer yn ei redeg ochr yn ochr â samplu gwaed ar gyfer PK systemig, samplu nodau ar gyfer datguddiad meinwe, cytometreg llif ar gyfer proffilio celloedd imiwn, imiwn-histocemeg ar gyfer lleoliad, a phrofion swyddogaethol ar gyfer darlleniad ffarmacodynamig. Mae hyn o'r pwys mwyaf ar gyfer biolegau a nanoronynnau, lle nad yw'r olrheiniwr a'r deunydd gweithredol bob amser yn aros ynghlwm.

Dewiswch y radioniwclid i gyd-fynd â pha mor hir y mae'r moleciwl wedi'i labelu yn aros o gwmpas a sut mae'n symud.

Y rhai cyffredin,^18F, ^68Ga, ^64Cu, ^89Zr, a^124I, cwmpasu ystod eang o-bywydau corfforol.^18Fyn pydru mewn tua 110 munud,^64Cumewn tua 12.7 awr,^89Zrmewn tua 3.27 diwrnod. Mae-moleciwlau bach sy'n symud yn gyflym yn gweddu i'r isotopau byw byr; mae angen y gwrthgyrff hirhoedlog, nanoronynnau, a biolegau araf eraill fel^89Zri aros yn ddelweddadwy ar draws y ffenestr sy'n bwysig i chi.

Mae'n rhaid i labelu hefyd adael y moleciwl ei hun yn gyfan. Newidiwch ei faint, ei wefr, ei lipoffiligedd, ei rwymo, neu ei sefydlogrwydd ac efallai y byddwch chi'n newid i ble mae'n mynd. Triniwch labelu radio fel cynllun astudio, nid blwch i'w dicio cyn y sgan.

Mae NHPs yn eistedd rhwng cnofilod a'r clinig. Maent yn ddigon mawr i sganio ar yr un peiriannau a phrotocolau a ddefnyddir mewn bodau dynol, ac mae eu hanatomeg yn agosach at ein rhai ni na rhai llygoden.

Llwyfan Gwasanaeth Delweddu Bioddosbarthu Prisysyn rhedeg MRI, CT, PET-cyfwerth clinigol, a DSA, a sefydlwyd ar gyfer mesurau mynych o gynnydd clefydau, dosbarthiad cyffuriau, effeithiolrwydd, a biofarcwyr. Canysdelweddu moleciwlaidd, y fantais yw gallu darllen PET yn erbyn anatomeg: mae PET/CT yn leinio'r signal i fyny gyda strwythur, ac mae MRI yn ychwanegu manylion meinwe meddal. Nid y sgan PET ar ei ben ei hun yw pwynt delweddu NHP. Mae'n cysylltu'r ddelwedd honno â ffarmacoleg, bio-ddadansoddi, patholeg, a'r model afiechyd.

Mae astudiaeth dda NHP PET yn dechrau o gwestiwn, nid o "gadewch i ni gael delwedd bioddosbarthu."

Ar gyfer brechlyn neu nanoronyn, mae'r llif gwaith fel arfer yn rhedeg: labelu a QC y deunydd, cymryd sgan llinell sylfaen os oes angen, ei weinyddu, yna caffael PET / CT cyfresol, tynnu rhanbarthau o ddiddordeb, ac yn olaf clymwch y niferoedd â gwaed, meinwe, a data ffarmacodynamig. Mae'r set ddata yn dweud wrthych a gyrhaeddodd yr ymgeisydd y compartment y bwriadwyd ar ei gyfer, a sut y newidiodd amlygiad dros amser.

Mae delweddu yn tynnu ei bwysau ar draws y rhaglen rag-glinigol gyfan: dosbarthiad, PK, ymgysylltiad targed, PD, effeithiolrwydd, biofarcwyr. Mewn NHPs mae'r ymyl yn hydredol: rydych chi'n dilyn un anifail trwy bob pwynt amser yn lle llosgi carfan newydd ar gyfer pob sgan. Mae gwaith meinwe terfynell yn dal i ennill ei le pan fydd angen cydraniad moleciwlaidd neu gellog arnoch na all y camera ei roi i chi.

Mae darllen data PET yn dda yn golygu mwy na mapio ble aeth y cyffur. Y cwestiwn go iawn yw a yw'r patrwm yn cyd-fynd â'r mecanwaith y gwnaethoch chi ddylunio ar ei gyfer.

Cymerwch frechlyn sydd wedi'i adeiladu i daro nodau lymff sy'n draenio. Mae PET yn cadarnhau bod y nodau wedi dod i'r amlwg mewn gwirionedd. Mae delweddu meinwe yn dangos lle mae'r antigen yn eistedd y tu mewn iddynt. Mae profion imiwnedd yn dweud a ddaeth y lleoliad hwnnw gyda'r ymateb cell B, T{, neu wrthgorff yr oeddech ei eisiau. Mae'r gadwyn yn rhedeg:

Gweinyddu → dosbarthu → targed-amlygiad meinwe → lleoliad cellog → ymateb ffarmacodynamig → canlyniad

Torrwch hi yn unrhyw le ac mae'r stori'n chwalu. Gall ymgeisydd gyrraedd y meinwe gywir heb ddal y targed, neu bentyrru mewn meinwe heb wneud unrhyw beth defnyddiol. Mae PET yn un cyswllt yn y gadwyn honno, yn gryf dim ond pan fydd y gwaith ffarmacoleg a meinwe ynghlwm wrtho.

Mae PET yn rhoi ffordd i chi wylio cyffur yn symud trwy primat nad yw'n ddynol dros amser, sy'n fwyaf defnyddiol pan fo'r dosbarthiad yn rhy gymhleth o ran gofod neu amser i gasglu meinwe terfynol.

Mae astudiaeth rhesws Martin yn enghraifft lân: dangosodd PET y defnydd o frechlyn mewn nodau inguinal ac iliac, hyd at 17 cm o ergyd y glun, a gosododd fflworoleuedd meinwe'r antigen nanoronynnau o amgylch rhwydweithiau FDC yn y ffoliglau.

Y wers i ddatblygwyr yw darllen bioddosbarthu fel rhan o'r set ddata drosiadol lawn, nid fel delwedd annibynnol. Mae PET yn rhoi -golwg hydredol y corff cyfan; Mae CT neu MRI yn rhoi anatomeg; mae delweddu meinwe yn datrys y manylion lleol; Mae gwaith PK/PD, imiwn, a phatholeg yn penderfynu beth mae'n ei olygu. Ar gyfer brechlynnau, nanoronynnau, bioleg, a therapïau celloedd, y cyfuniad hwnnw sy'n dweud wrthych sut mae ymgeisydd yn ymddwyn mewn gwirionedd cyn iddo gyrraedd y clinig.

Darlleniad a argymhellir

Ar Draws Anatomeg: Delweddu Moleciwlaidd mewn Modelau NHP ar gyfer Datblygiad Cyffuriau Trosiadol - Newyddion - Prisys

Biofarcwyr Delweddu Moleciwlaidd: Hyrwyddo Ymchwil Trosiadol A Datblygiad Cyffuriau

Pam Mae Delweddu Moleciwlaidd NHP yn Hanfodol Ar gyfer Astudiaethau PET Trosiadol

Beth Yw Delweddu Moleciwlaidd A Pam Mae'n Bwysig wrth Ddatblygu Cyffuriau?

Astudiaethau Bioddosbarthu Radioniwclid NHP: Delweddu Moleciwlaidd ar gyfer Datblygiad Cyffuriau Trosiadol

Cyfeiriadau

Martin JT, Hartwell BL, Kumarapperuma SC, et al. Delwedd gyfun PET a meinwe gyfan o frechlynnau lymffatig wedi'u targedu mewn primatiaid nad ydynt yn ddynol.Bioddeunyddiau. 2021; 275: 120868. doi:10.1016/j.biomaterials.2021.120868 .

Cysylltwch â Prisys Biotech