Teljes-test biológiai eloszlású képalkotás NHP-ben|125I SPECT

A preklinikai gyógyszerfejlesztés része annak megértése, hogy a terápia hol oszlik el a szervezetben. A plazma farmakokinetikája leírhatja a szisztémás expozíciót, de önmagukban semmit nem mondanak arról, hogy egy vegyület hogyan terjed a szövetekben, vagy hogyan változik a szövetekkel kapcsolatos expozíció idővel.

A hagyományos szöveteloszlási vizsgálatok a terminális mintavétellel és a kigyűjtött szervek ex vivo elemzésével válaszolnak erre a kérdésre. A molekuláris képalkotás egy kiegészítő módszert kínál: adjon hozzá megfelelő radionuklidot a vizsgált cikkhez, majd vizualizálja és számszerűsítse a nyomjelzővel kapcsolatos-eloszlást in vivo, és ismételje meg a mérést ugyanazon az állaton több időpontban.

Egy eset a Prisys Biotechnologies webináriumbólMolekuláris képalkotás az NHP modellekben a transzlációs gyógyszerfejlesztéshezszemlélteti a megközelítést intravénásan beadva¹²⁵-Főemlősökön (NHP) készült tesztcikkeket-jelöltem meg. A vizsgálatot úgy tervezték meg, hogy kövessék a teljes test-eloszlását az idő függvényében, és a képalkotó adatokból szervi-szintű méréseket származtassanak.

Az eset azt mutatja, hogy a molekuláris képalkotás hogyan ad hosszirányú és térbeli dimenziót a hagyományos biológiai eloszlási munkához, miközben nyitva hagyja az ex vivo megerősítés lehetőségét az arra igénylő vizsgálatok számára.

A gyógyszerexpozíció nem egyenletes az egész testben. Az egyes szervekbe és szövetekbe való eloszlás befolyásolja a farmakológiai aktivitást, a célpont elköteleződését, a nem{1}}célzott expozíciót és a biztonságot.

Ez leginkább azoknál a módozatoknál számít, amelyek biológiai aktivitása a szövet lokalizációjától függ. A biológiai anyagok, peptidek, antitestek, antitest-alapú terápiák, sejtterápiák és radioaktívan jelölt vegyületek gyakran megkövetelik annak megértését, hogy a beadott anyag hogyan jut el a keringésből a cél- és nem{2}}célszövetekbe.

A hagyományos plazma PK a szisztémás expozíciót írja le olyan paramétereken keresztül, mint a Cmax, az AUC és a clearance. A plazmakoncentráció azonban nem jelzi előre a szöveti expozíciót. Két hasonló plazma PK profillal rendelkező vegyület nagyon eltérően oszlik el.

A biológiai eloszlási vizsgálatok egy másik kérdés megválaszolásával pótolják a hiányzó réteget: hová kerül a bevitt anyag, és hogyan változik a szövetekhez{0}}kapcsolódó jel az idő múlásával?

A hagyományos szöveti eloszlási vizsgálat előre meghatározott terminális időpontokat használ. Az állatokat minden ponton elaltatják, a szerveket összegyűjtik, és a vizsgálati cikk vagy a radioaktívan jelölt anyag mennyiségét ex vivo mennyiségileg meghatározzák.

A módszer bevált és értékes marad. Közvetlen méréseket ad a begyűjtött szövetekből, és támogatja az olyan downstream munkát, amelyet a képalkotás önmagában nem tud biztosítani, beleértve a részletes biokémiai, hisztopatológiai vagy sejtjellemzést.

A hosszirányú munkára vonatkozó korlátja beépült a tervezésbe. Minden állat általában egy terminális időpontban ad hozzá szöveti adatokat, így az idő lefutásához különböző állatokra van szükség különböző mintavételi pontokon.

A molekuláris képalkotás megváltoztatja a kísérlet időbeli szerkezetét. Megfelelően radioaktívan jelölt vizsgálati cikkel ugyanaz a téma ismételten leképezhető, és független terminális mérések helyett megfigyelések sorozatát állíthatja elő.

Ez a-témán belüli tervezésen belül információkat szolgáltat a nyomjelző térbeli eloszlásáról, a szervhez{1}} kapcsolódó felhalmozódásról és a jel időbeli változásáról. A Prisys webinárium esete a teljes-elvet szemlélteti¹²⁵Képalkotás NHP-kben, sorozatos képalkotások leírása több időpontban, szervi{0}}szintű kvantifikáció és mikrodózisos vizsgálati terv.

A munkafolyamat négy szakaszból áll: radionuklid kiválasztása, a vizsgálati cikk radioaktív jelölése, in vivo képalkotás és a képadatok kvantitatív elemzése.

A radionuklid szelekció a tesztcikk molekuláris jellemzőiből, a várható biológiai kinetikából és a képalkotó modalitásból következik. A webináriumon bemutatott molekuláris képalkotó platform mind a PET, mind a SPECT radionuklidokat támogatja, így pl.¹⁸F, ⁶⁸Ga,⁶⁴Cu,⁸⁹Zr,¹²⁴I, ¹¹C, ¹³¹I, ¹²⁵én, és^99mTc. A bemutató listák¹²⁵I körülbelül 59,4 napos fizikai felezési idővel{0}}, és a peptideket, fehérjéket és antitesteket nevezi meg az alkalmazható jelölt vegyületek között.

A hosszabb-élettartamú radionuklidok, mint pl¹²⁵I, SPECT/CT képes megjeleníteni a radioaktívan jelölt anyag eloszlását egy kiterjesztett megfigyelési ablakban. PET radionuklidok, mint pl¹⁸F, ⁶⁸Ga,⁶⁴Cu és⁸⁹A Zr a felezési idő, az érzékenység és a képalkotási jellemzők különböző kombinációit kínálja, és rövidebb vagy közepes biológiai időskálákhoz is megfelelhet.

A kép létrehozása nem a végpont. A kvantitatív molekuláris képalkotás a kalibrációtól, az adatgyűjtési protokolloktól, a rekonstrukciótól, az érdeklődésre számot tartó -régió- vagy szervszegmentációtól, valamint a mért aktivitás biológiailag értelmezhető mérőszámmá való átalakításától függ.

A biológiai eloszlás kutatásában széles körben használt mérőszám a szövet grammonkénti százalékos injektált dózisa (%ID/g). Kifejezi a szövettel kapcsolatos radioaktivitást a beadott aktivitáshoz képest, és normalizálódik a szövettömeghez. Ahol a képalkotó adatok megfelelően kalibrálva vannak, és a szervek térfogata vagy tömege megbecsülhető, a %ID/g kvantitatív keretet ad a nyomjelzővel kapcsolatos -szervek és időpontok közötti megoszlás összehasonlításához.

A képből{0}}származott mennyiségi meghatározás pontossága egyszerre több dologtól függ: a radionuklidtól, a képalkotó rendszertől, a felvételi és rekonstrukciós paraméterektől, a csillapítás és szórás korrekciójától, a szervszegmentációtól, a kalibrációs eljárásoktól és a vizsgálati körülményektől. A képekből származó méréseket ezért az egyes vizsgálat validációs keretein belül kell értelmezni.

A webinárium esete intravénásan beadott¹²⁵-felcímkéztem egy tesztcikket, hogy megvizsgáljama teljes-testszövet eloszlásaaz NHP-kben.

Ahelyett, hogy egyetlen terminális időpontban gyűjtötték volna össze a szöveteket, a képalkotást több időpontban végezték el, hogy hosszirányban kövessék a radioaktívan jelölt anyagot. A tanulmány térbeli információkat állított elő a teljes test-eloszlásáról, miközben lehetővé tette ugyanazon állatok ismételt megfigyelését.

A képalkotó adatokat a szerv{0}}hoz kapcsolódó nyomjelző jelek értékelésére és a szerv-szintű gyógyszertartalom kiszámítására használtuk a mért felvételből. Az eset szemlélteti a főbb szervek közötti megoszlást, és bemutatja, hogy a molekuláris képalkotás miként szolgáltat mind térbeli, mind időbeli információt, amelyet a hagyományos terminális mintavétel önmagában nem biztosít könnyen.

Vegye figyelembe, hogy ezt a molekuláris képalkotás alkalmazási példájaként mutatták be, nem pedig a hagyományos szövetanalízis helyettesítőjeként. Értéke abban rejlik, hogy egy hosszanti in vivo réteget ad hozzá a biológiai eloszlási adatkészlethez.

¹²⁵Olyan biológiai kérdéseknek felelek meg, amelyek egy rövid képalkotó ablakon túlnyúlnak. Viszonylag hosszú fizikai felezési -életideje lehetővé teszi a radioaktívan jelölt anyagok hosszú távú követését; a megfelelő képalkotó ütemezés továbbra is a vizsgált cikk farmakokinetikájától és a címkézési stratégiától függ.

Az in vivo molekuláris képalkotás többet ad, mint a gyógyszereloszlás képét. Tudományos értéke abban rejlik, hogy a térinformációkat kombinálja az ismételt méréssel.

Először is, a longitudinális képalkotás követi a szövethez{0}}kapcsolódó jel változásait ugyanazon alanyon belül, ami csökkenti az állatok közötti variabilitás hozzájárulását az időbeli változások kiértékeléséhez.

Másodszor, a teljes test{0}}képalkotása térbeli kontextust biztosít. Ahelyett, hogy az elemzést a terminális gyűjtésre kiválasztott szervekre korlátoznánk, a képalkotó terület szélesebb képet ad arról, hogy hová kerül a radioaktívan jelölt anyag.

Harmadszor, a kvantitatív képelemzés szervi{0}}szintű méréseket generál, amelyek kiegészítik a plazma PK-t és a hagyományos szöveti koncentrációadatokat. Ez akkor segít, ha a vizsgálóknak össze kell kapcsolniuk a szisztémás expozíciót a szövettel{2}}kapcsolódó expozícióval.

Végül a képalkotás a későbbi terminális vizsgálatok tervezésében is szolgálhat. A longitudinális képalkotás azonosíthatja azokat a szerveket vagy időpontokat, amelyek részletesebb ex vivo jellemzést igényelnek, így a terminális mintavétel konkrét biológiai kérdések köré építhető, nem pedig előre meghatározott feltételezésekre.

Ezek a felhasználások megfelelnek a molekuláris képalkotásnak a webináriumban ismertetett preklinikai fejlesztésben betöltött tágabb szerepének, ahol a képalkotás kiterjed a biológiai eloszlásra, a farmakokinetikára, a célmegosztásra, a farmakodinamikára, a hatékonyság értékelésére és a transzlációs dózis értékelésére.

A molekuláris képalkotás nem helyettesíti univerzálisan a terminális biológiai eloszlás elemzését.

A kép{0}}eredetű mérések egy meghatározott képtérfogaton belüli aktivitást képviselnek, és hordozzák a képalkotó rendszer térbeli felbontását és mennyiségi korlátait. A képalkotás korlátozott képességgel rendelkezik a jelölt anyag extracelluláris, sejtes vagy szubcelluláris lokalizációjának megkülönböztetésére is.

Az ex vivo elemzés közvetlen szövetméréseket tesz lehetővé, és kombinálható kórszövettani, autoradiográfiával, bioanalízissel vagy más szöveti szintű vizsgálatokkal. Ezek a módszerek továbbra is szükségesek, ha végleges szöveti koncentrációra vagy mechanikai jellemzésre van szükség.

A gyakorlatban a kettőt egymás után vagy együtt használják. A longitudinális molekuláris képalkotás jellemzi a teljes test-eloszlását, és megjelöli a fontos szerveket és időpontokat; egy célzott terminális kohorsz ezután közvetlen szövetméréseket és mélyebb mechanikai jellemzést biztosít.

Az ilyen integrált kialakítás több információt nyer ki minden egyes állatból, miközben megőrzi az ex vivo módszerek analitikai erejét.

A radionuklid kiválasztásának a biológiai kérdést kell követnie, nem csak a képalkotó modalitást.

A rövid élettartamú PET radionuklidok, mint pl¹⁸F megfelelnek a gyors farmakokinetikai vagy receptor{0}}kötődési folyamatoknak. A hosszabb életű-PET radionuklidok, mint pl⁸⁹A Zr hasznos lehet a lassan eloszló biológiai terápiákban, míg a SPECT radionuklidok, mint pl¹²⁵Kibővített megfigyelési ablakokat biztosítok a megfelelően jelölt vegyületekhez.

A webináriumban ismertetett platform a fent felsorolt ​​teljes PET és SPECT panelt lefedi. Az előadás azt is hangsúlyozza, hogy az izotóp kiválasztása ugyanabba a vitába tartozik, mint a vegyület jellemzői és a tervezett alkalmazás.

Az NHP vizsgálatoknál további szempontok közé tartozik a jelölési stabilitás, a kiindulási molekula biológiai aktivitásának megőrzése, a fajlagos aktivitás, a radiokémiai tisztaság, a várható szövetkinetika, a sugárterhelés, a képalkotás érzékenysége, valamint az ismételt érzéstelenítés és képalkotás megvalósíthatósága.

A kvantitatív molekuláris képalkotás összekapcsolja a preklinikai expozíciót a transzlációs döntéshozatallal{0}}.

A webinárium a teljes-test biológiai megoszlásáról szóló képalkotást mutatja be információforrásként a cél-szöveti expozíció értékeléséhez, a PK-modellezéshez, az allometrikus megfontolásokhoz és az első-az-humán dózis kiválasztásához.

Ezeket az alkalmazásokat egy integrált transzlációs adatkészlet részeként kezelje, ne a klinikai dózis önálló meghatározójaként. A képből-származott expozíciós információk a leginformatívabbak a hagyományos farmakokinetikai, farmakológiai, célpont-elköteleződési, biztonsági és egyéb nem klinikai bizonyítékok mellett.

A transzlációs érték az expozíció három dimenziójának összekapcsolásából adódik: a vérben mért szisztémás expozíció, a szövetekben megfigyelt térbeli expozíció és a szövetekkel kapcsolatos jel időbeli változása.

A Prisys Biotechnologies magában foglalja abiodisztribúciós képalkotó szolgáltatásNHP transzlációs kutatási platformjába, ahol támogatja a biológiai eloszlással, a központi idegrendszeri expozícióval, a célpont bevonásával, a betegség progressziójával és a farmakodinámiás értékeléssel kapcsolatos tanulmányokat.

A platform egyesíti a radioaktív jelölési képességeket a nagy-állatok PET/CT és SPECT/CT képalkotásával. A webinárium anyagai ismertetikPET/SPECT nyomjelző gyártásvalamint kis molekulák, peptidek, fehérjék, makromolekulák, nanoanyagok és antitestek címkézése, valamint a nagy{0}}állatok multimodális képalkotási képességei.

Az NHP-vizsgálatokon belül a molekuláris képalkotás integrálható a hagyományos farmakológiai és PK/PD értékelésekkel, kiegészítve a térbeli információkat anélkül, hogy minden longitudinális megfigyelést a terminális szövetgyűjtéstől függne.

A szélesebb Prisys képalkotó platform MRI-t, CT-t, DSA-t és más, klinikai{0}}egyenértékű képalkotó eljárásokat tartalmaz, amelyek több terápiás területen is támogatják a longitudinális értékelést.

A teljes-test molekuláris képalkotás kvantitatív, longitudinális leolvasást ad a gyógyszerek biológiai eloszlásáról nem-ember főemlősökben. A¹²⁵I esetben aPrisysAz anatómián túlwebináriumbemutatja, hogy a sorozatos SPECT képalkotás hogyan követi a radioaktívan jelölt gyógyszer eloszlását a szervezetben, és hogyan állít elő szervi{0}}szintű információkat ugyanazokról az állatokról.

Nem szünteti meg a hagyományos ex vivo elemzés szükségességét. Kiegészítő térbeli és időbeli adatréteget ad hozzá, amely megerősíti a biológiai eloszlási vizsgálatok értelmezését és tervezését.

A transzlációs gyógyszerfejlesztéshez a longitudinális képalkotás szisztémás PK-val, szövetanalízissel és farmakodinámiás végpontokkal kombinálva integráltabb képet ad a gyógyszer-expozícióról a beadástól a célszövetig.

Forduljon a Prisys Biotechhez