בדיקת הפרדת פאזות חלבון: שיטה אופטוגנטית להפרדת שלב חלבון קושר RNA מוטנטי בנוירונים מוטוריים בעמוד השדרה של זחלי דגי זברה

רלוונטיות תעשייתית למנהלים

בדיקת הפרדה פאזית אופטוגנטית זו מאפשרת הדמיה ישירה של דינמיקה של חלבונים קושרים RNA מוטנטיים in vivo, ובכך מספקת חלון מכניסטי לאירועים מוקדמים של פתולוגיה ניורודגנרטיבית. על ידי קישור מוטציות ב-IDR למיקום ציטופלזמי שגוי ולהיווצרות קונדנסטים בנוירונים מוטוריים של חוט השדרה, השיטה תומכת בתיקוף של מטרות ובהפחתת סיכונים של היפותזות טיפוליות בקווי פיתוח ל-ALS ולפרוטאונופתיות קשורות. מערכת הזחלילי זביות מציעה פלטפורמה ניתנת להרחבה ורלוונטית למחלה לסריקה של משני הפרדה פאזית לפני השקעה במודלים של יונקים.

יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה

גילוי מוקדם ותיקוף מטרה

• ערך מדעי: בוחן כיצד מוטציות ספציפיות ב-IDR מניעות הפרדה פאזית פתולוגית של RBPs כגון TDP-43.
• ערך מדעי: מבהיר את הקשר בין וריאנטים גנטיים לבין לוקליזציה תת-תאית במערכת עצבים חיה של חולייתים.
• ערך מדעי: תומך בהסרת סיכונים מכניסטית על ידי ויזואליזציה של היווצרות קונדנסטים מוקדמים והפיכים לפני אגרגציה בלתי הפיכה.

סריקה ופיתוח בדיקה

• ערך מדעי: מייצר קריאות כמותיות בעלות רזולוציה מרחבית של הפרדה לתאים של RBP מוטנטי בציטופלזמה של נוירונים.
• ערך תפעולי: משתמש בבקרה אופטוגנטית כדי לסנכרן את השראת הפאזה בין זחלים, ובכך משפר את השחזוריות של הבדיקה.
• ערך תפעולי: תואם לפורמטים של פלטות רב-בארים ותאורת LED לבדיקה מקבילית של תרכובות או משנים גנטיים.

מחקר תרגומי ופרה-קליני

• ערך מדעי: מדמה פתולוגיה של RBP אנושי בנוירונים מוטוריים של עמוד השדרה בדגי zebrafish, סוג תא רלוונטי למחלה.
• ערך מדעי: מאפשר דימוי אורך של דינמיקת הפרדה פאזית מהשלב הראשוני ועד לבשלות.
• ערך אסטרטגי: מסייע בקבלת החלטות לגבי המשך הניסוי (go/no-go) על ידי הבחנה בין קונדנסטים זמניים דמויי נוזל לבין אגרגטים רעילים ויציבים.

שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד

הבדיקה משתלבת בתהליכי עבודה של שלבי הגילוי המוקדמים, שבהם יש לבסס את המעורבות של המטרה (target engagement) ואת הסבירות המכניסטית לפני תחילת המאמצים לזיהוי מובילים (lead identification).

• ביולוגיה של הגילוי: בוחן האם מוטציות ספציפיות של RBP עוברות הפרדת פאזות מושראת אור in vivo, ובכך תומך בתיקוף מטרות מונחה-היפותזה.
• סריקה: מייצר פלטים סטנדרטיים מבוססי דימות שניתן להתאימם לסריקה בעלת תוכן גבוה (high-content screening) של מולקולות קטנות או מדכאים גנטיים.
• אנליזה: מספק קריאות פלואורסצנציה כמותיות של מספר, גודל ועוצמה של קונדנסאטים ציטופלזמיים לצורך ניתוח השוואתי של תנאים.
• מחקר תרגומית: משתמש בחוט השדרה של דגי זברה כמערכת רלוונטית למחלה כדי לגשר בין ממצאים in vitro לבין פתופיזיולוגיה של חולייתנים.
• שימוש חוזר ארגוני: מבסס פלטפורמה אופטוגנטית הניתנת לשימוש חוזר וניתנת להחלה על חלבונים אחרים המכילים IDR המעורבים בניוון עצבי.

השפעה תפעולית ועסקית

• ערך מדעי: מספק ראיות ישירות להפרדה פאזית של RBP מוטנטי, ובכך מפחית את העמימות לגבי מנגנון המטרה.
• ערך תפעולי: עושה שימוש בבקרה אופטוגנטית לא פולשנית ומדויקת מבחינת זמן, כדי להביא לסטנדרטיזציה של ההשראה בין חזרות ביולוגיות.
• ערך אסטרטגי: מאפשר זיהוי מוקדם של פנוטיפים של הפרדה פאזית, ובכך מסייע בסינון תיק הפיתוח לפני השקעה משמעותית.
• השפעה על תיק הפיתוח: תומך בקידום מותאם סיכונים על ידי תיקוף מנגנוני מטרה במערכת עצבים מורכבת ושלמה.

שיקולי יישום

• דורש מומחיות בגידול דגי זברה, טיפול באורגניזמים טרנסגניים ומיקרוסקופיה קונפוקלית.
• תלוי בפנלים של נורות LED לאור כחול ובמערכות הטמעה באגרוז לצורך קיבוע והדמיה של חוט השדרה.
• מחייב סטנדרטיזציה של משך התאורה, עוצמתה והטמפרטורה בין הקבוצות הניסוייות.
• יש להביא בחשבון שונות ברמות הביטוי של הגן הטרנסגני בעת השוואת התנהגויות של RBP מוטנטי אל מול RBP מסוג בר.
• מוגבל לחלבונים שניתן להוסיף להם דומיינים רגישים לאור מבלי לשבש את התפקוד או הלוקליזציה הטבעית של ה-IDR.

שאלות נפוצות בנושא ביו-פרמה