מעקב אחר פיברינוליזה של קרישי דם שלמים שנוצרו בלולאה של צ'נדלר תחת זרימת גזירה במודל פקקת חוץ גופית
19 באפריל 2024
בדיקות טרומבוליזה חוץ-גופית נאבקו לעתים קרובות לשכפל תנאי in-vivo בין אם בפקקת המודל המעוכלת או בסביבה שבה מתרחשת פקקת. במאמר זה, אנו חוקרים כיצד צימוד לולאת צ'נדלר ובדיקת פיברינוליזה פלואורומטרית זורמת בזמן אמת (RT-FluFF) משמש לניטור ליזה של קרישי דם באיכות גבוהה, ex-vivo.
פקקת קשורה למצבים רפואיים רבים והטיפולים הנוכחיים מסתכנים בדימום חמור. זרימת מערכת הדם משפיעה באופן משמעותי על מבנה קרישי הדם. שילוב זרימה במודלים במבחנה עשוי לשפר את הרלוונטיות הפיזיולוגית שלהם, ולשפר את הבחירה של מועמדים טובים יותר לבדיקות in-vivo.
הבדיקות לחקר פיברינוליטיקה משתמשות בעיקר בקריש סטטי או במערכות מיקרופלואידיות כדי להעריך תכונות כגון זמן ליזיס, מבנה קריש או צמיגות. מבחני קריש דם סטטיים מסתמכים בדרך כלל על מדידות ספקטרופוטומטריות או קביעת מסת קריש כנקודות קצה להערכת יעילות הפיברינוליזה. בדיקות טרומבוליטיות נוכחיות משתמשות בקרישי דם שנוצרו באופן סטטי, השונים מבחינה מבנית מאלה שנוצרו בתנאי זרימה.
מערכות מיקרופלואידיות מתחשבות בדינמיקת זרימה, אך הקשקשים הקטנים יותר שלהן יוצרים המודינמיקה ייחודית ומבני קרישי דם. בדיקת RT-FluFF שפותחה כיום מספקת קלות בניטור פיברינוליזה בזמן אמת בתנאי זרימה פיזיולוגיים. משמעות הדבר היא שיש לנו כעת פלטפורמה המאפשרת שליטה על פרמטרים מרובים כדי לחקות תנאים קרובים יותר למודלים של מחקר in-vivo לתרגום טוב יותר בעת סינון תרומבוליטיקה חדשה.
סקירה כללית
מחקר זה בוחן את המגבלות של בדיקות תרומבוליזה in-vitro בשחזור תנאים in-vivo. באמצעות שילוב של לולאת צ'נדלר (Chandler loop) עם בדיקת פיברינוליזה זורמת פלואורומטרית בזמן אמת (RT-FluFF), המחקר שואף לשפר את רמת הדיוק של ניטור ליזיס של קרישים ex-vivo.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- תרומבוזה (Thrombosis)
- תרומבוליזה (Thrombolysis)
- פיברינוליזה (Fibrinolysis)
רקע
- תרומבוזה קשורה למצבים רפואיים שונים.
- הטיפולים הנוכחיים לתרומבוזה טומנים בחובם סיכונים לדימומים חמורים.
- זרימת דם משפיעה באופן משמעותי על מבנה הקריש.
- בדיקות סטטיות עשויות שלא לשקף במדויק תנאים בתוך הגוף (in-vivo).
מטרת המחקר
- לשיפור הרלוונטיות הפיזיולוגית של בדיקות תרומבוליזה in-vitro.
- לשיפור בחירת המועמדים לבדיקות in-vivo.
- להערכת השפעת הזרימה על יעילות הליזת הקריש.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- לולאת צ'נדלר (Chandler loop) לסימולציית זרימת דם.
- בדיקת פיברינוליזה בזרימה באמצעות פלואורומטריה בזמן אמת (RT-FluFF).
- ניטור של ליזיס קריש בסביבה מבוקרת.
- השוואה בין תנאים סטטיים לתנאי זרימה.
תוצאות עיקריות
- תנאי זרימה משפיעים באופן משמעותי על מבנה הקריש ועל הליזיס.
- RT-FluFF מספק ניטור ברמת דיוק גבוהה של ליזיס של קרישים.
- שימוש בשיטות צימוד משפר את הרלוונטיות של תוצאות הבדיקה.
- בדיקות משופרות עשויות להוביל למועמדים טיפוליים טובים יותר.
מסקנות
- שילוב זרימה בבדיקות תרומבוליזה משפר את הדיוק.
- ניטור ex-vivo יכול לדמות טוב יותר תנאי in-vivo.
- מחקרים עתידיים צריכים להתמקד בשיפור שיטות אלו.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
מודלים של תרומבוליזה in-vitro בעלי רלוונטיות פיזיולוגית הם קריטיים לשיפור רמת הביטחון בחיזוי בתהליך גילוי תרופות תרומבוליטיות ולהפחתת שיעורי הכישלון בשלב המעבר לקליניקה. בדיקת ה-RT-FluFF מאפשרת הערכה כמותית בזמן אמת של ליזיס של קריש תחת זרימה של shear flow מבוקר, ובכך נותנת מענה ישיר למגבלות של בדיקות סטטיות. פלטפורמה זו תומכת במיון מושמכים ובצמצום סיכונים מושכל יותר בשלב הפרה-קליני, ובכך משפרת את קבלת ההחלטות בנוגע לתיק הפיתוח.
יישומים אסטרטגיים במו"פ של ביו-פארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בחינה של מנגנונים תרומבוליטיים תחת תנאי זרימה רלוונטיים פיזיולוגית.
- תומך בתיקוף תפקודי של מטרות תרופתיות באמצעות חיקוי של סביבות עורקיות, ורידיות וריאתיות.
- משפר את הביטחון החזוי לבחירת מועמדים על ידי התאמת תוצרי in-vitro לרלוונטיות in-vivo.
סריקה ופיתוח בדיקה (Assay)
- מסייע בהכנה של קרישי דם סטנדרטיים שנוצרו בזרימה עבור תהליכי סריקה הניתנים לשחזור.
- מספק מדידות ליזיס כמותיות בזמן אמת להערכה אמינה של תרכובות.
- מאפשר התרחבות של הבדיקה (scalability) ושימוש חוזר בפלטפורמה עבור סוכני תרומבוליזה ומשטרי זרימה מגוונים.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתאימה את תנאי הבדיקה in-vitro להמודינמיקה הרלוונטית למחלה כדי לשפר את הרצף התרגומי.
- תומכת בהחלטות קידום מותאמות סיכון באמצעות אספקת נתוני יעילות בעלי משמעות פיזיולוגית.
- מפחיתה את ההסתמכות על מודלים בבעלי חיים על ידי הגברת הנאמנות של בדיקות preclinical in-vitro.
שילוב תהליכי עבודה וצינורות עיבוד
בדיקת ה-RT-FluFF מגשרת בין שלבי הגילוי המוקדמים להערכה הפרה-קלינית, על ידי אספקת פלטפורמה כמותית בעלת נאמנות גבוהה להערכת מועמדים לתרופות תרומבוליטיות תחת תנאי זרימה מבוקרים.
- ביולוגיה של גילוי: מאפשרת בדיקת היפותזות והפחתת סיכונים מכניסטיים על ידי סימולציה של דינמיקת היווצרות וליזיס של קרישים in-vivo.
- סריקה: מספקת תוצאות כמותיות הניתנות לשחזור לצורך השוואת תרכובות וסטנדרטיזציה של בדיקות.
- אנליטיקה: תומכת במדידות רציפות ובמדידות נקודת קצה, ובכך מקלה על ניתוח סטטיסטי חסון של קינטיקת הליזיס.
- מחקר תרגומי: משפרת את התאמת הביומרקרים ואת הרצף הפרה-קליני על ידי מידול של זרימה ומסחרר (shear) רלוונטיים פיזיולוגית.
- שימוש חוזר ארגוני: מציעה פלטפורמה גמישה וסתגלנית לשימוש חוזר במספר תוכניות לגילוי תרופות.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון בחיזוי ומפחית עמימות מנגנונית בסריקת תרופות thrombolytic.
- ערך תפעולי: מספק תהליכי עבודה סטנדרטיים, ניתנים לשחזור וניתנים להרחבה עבור הבדיקה.
- ערך אסטרטגי: מאפשר קבלת החלטות go/no-go טובות יותר ויעילות הונית על ידי שיפור איכות הנתונים בשלבים מוקדמים.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתעדוף מותאם סיכונים ובקידום של מועמדים thrombolytic.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בהמודינמיקה, ביולוגיה של קרישי דם ובתכנון בדיקות כמותיות.
- דורש ציוד למשטר זרימה מבוקר, ויסות טמפרטורה וגילוי פלואורומטרי בזמן אמת.
- דורש סטנדרטיזציה בין-צוותית של פרוטוקולים ליצירת קרישים ולעיכולם.
- ניתן להתאמה לקצבי זרימה וסוגי קרישים שונים כדי לדמות מצבים וסקולריים שונים.
- תלוי בגישה לדם שלם אנושי ובתשתית אנליטית ייעודית.
