NHP의 코{0}}에서-뇌 전달: 125I SPECT 사례 연구

그만큼혈액-뇌 장벽(BBB)는 중추신경계(CNS) 약물 개발의 주요 제약 사항 중 하나입니다. 이는 많은 소분자와 대부분의 생물학적 제제가 뇌 실질로 들어가는 것을 제한합니다. 비강 내 또는코{0}}에서-뇌로 전달따라서 비강은 후각 및 삼차신경 경로를 통해 해부학적으로 CNS에 연결되어 있기 때문에 관심을 끌었습니다. 이러한 경로는 전신 순환만으로는 설명되지 않는 뇌에 대한 접근을 제공할 수 있습니다.

과학적 과제는 단순히 비강 내 경로를 선택하는 것이 아닙니다. 이는 투여된 물질이 어디로 가는지, 뇌와 얼마나 많은 신호가 연관되어 있는지, 시간이 지남에 따라 신호가 어떻게 변하는지, 그리고 관찰이 분리된 라벨이나 대사산물이 아닌 온전한 테스트 제품을 반영하는지 여부를 입증하기 위한 것입니다. 혈장 약동학(PK)은 이러한 질문에 답할 수 없습니다.뇌척수액(CSF) 샘플링제한된 구획과 제한된 수의 시점에서 정보를 제공합니다. 최종 뇌 분석은 직접적인 조직 측정을 제공하지만 각 동물은 일반적으로 하나의 최종 관찰에 기여합니다.

방사성 표지분자 이미징인간이 아닌 영장류(NHP)에서 이러한 문제를 해결할 수 있는 보완적인 방법을{0}}제공합니다. 방사성 표지 시험 항목을 직렬 SPECT/CT와 결합함으로써 조사자는 시간이 지남에 따라 동일한 동물의 뇌와 신체 전체에서 추적자{2}}관련 신호를 추적할 수 있습니다. 이 기사에서는 요오드-125로 표지된 펩타이드 사례에 대해 논의합니다.Prisys Biotech 분자 이미징 웨비나연구 설계가 보여줄 수 있는 것과 보여줄 수 없는 것을 설명합니다.

플라즈마 PK가 CNS 전달을 평가하는 데 충분하지 않은 이유

전신 노출은 뇌 노출과 동일하지 않습니다. 화합물은 뇌에서 제한된 농도에만 도달하면서 측정 가능하거나 상당한 혈장 농도를 생성할 수 있습니다. 비강내 투여 후에는 이 관계를 해석하기가 특히 어렵습니다. 왜냐하면 투여된 물질이 비강에 머물거나, 기도로 제거되거나, 전신으로 흡수되거나, 국소 해부학적 경로를 통해 중추신경계로 운반될 수 있기 때문입니다.

CSF 샘플링은 유용한 정보를 추가하지만 CSF가 모든 뇌 구획을 직접적으로 대신하는 것은 아닙니다. 샘플링은 침습적이며, 희박한 시점을 제공하며, 국소 실질 노출을 나타내지 않을 수 있습니다. 말기 뇌 조직 분석은 더 직접적이지만 세로 보존 곡선에는 각 말기 시점마다 별도의 동물이 필요합니다. 이로 인해 필요한 동물의 수가 늘어나고 시간 경과가-피험자 간의 다양성에 더욱 의존하게 됩니다.

플라즈마 PK나 단일 터미널 측정은 완전한 공간 그림을 제공하지 않습니다. 비강 내 CNS 프로그램의 경우 조사자는 시험 물질이 비강에 남아 있는지, 하부 기도에 도달하는지, 다른 기관으로 분포되는지, 뇌 내 국소적 패턴을 보이는지 알아야 할 수도 있습니다. 이는 집중에 관한 질문인 동시에 분포에 관한 질문이기도 합니다.

방사성 표지 SPECT가 코-에서-뇌 평가를 지원하는 방법

분자 영상 연구는 방사성 핵종을 선택하고 시험 항목과 예상 생물학적 시간 경과에 맞는 라벨링 전략을 선택하는 것으로 시작됩니다. 웨비나의 경우, 펩타이드는 물리적 반감기가 약 59.4일인 방사성 핵종인 요오드{3}}125(125I)로 표지되었습니다. 상대적으로 긴 물리적 반감기는-몇 시간에서 며칠에 걸친 연속 관찰과 호환되며, 이는 뇌 체류가 일반적으로 사용되는 단수명 PET 방사성 핵종의 짧은 영상 창 이상으로 확장될 수 있는 경우와 관련이 있습니다.

라벨이 붙은 물질은 추적자 수준에서 투여됩니다. 이러한 유형의 마이크로도즈 설계는 표지 물질에 의한 약리학적 교란을 최소화하면서 검출 가능한 영상 신호를 제공하기 위한 것입니다. 그 자체로는 라벨이 붙은 제제가 라벨이 붙지 않은 치료제와 동일하게 작용한다는 것을 입증하지 못합니다. 그 질문은 표지 부위, 특정 활성, 방사화학적 순도, 공식화, 모분자의 생물학적 특성 보존에 따라 달라집니다.

SPECT/CT는 방사성 핵종-유래 분자 정보와 해부학적 공동 등록을 결합합니다.- 연속 스캔을 사용하여 다음을 평가할 수 있습니다.

• 비강내 투여 후 뇌{0}}관련 신호가 감지되는지 여부;
• 영상화된 CNS 영역 내 신호의 해부학적 분포;
• 시간 경과에 따른 뇌{0}}관련 신호의 변화; 그리고
• 시야 내 비강, 기도, 폐 및 기타 기관의 동시 배치.

결과 측정은 추적자-관련 신호 또는 방사성 표지가 있는-물질 분포로 가장 잘 해석됩니다. 라벨 안정성과 생체 외 생체 분석이 해당 해석을 뒷받침하지 않는 한 온전한 모-약물 농도로 자동으로 기술되어서는 안 됩니다.

사례 연구: NHP에서 비강내 펩타이드 투여 후 일련의 125I SPECT

이 사례는 Prisys Biotech의 NHP 중개 연구 역량a과 방사화학 및 분자 이미징 역량으로 수행되었습니다. 이 연구에서는 NHP에 비강 내로 투여되는 요오드-125 표지 펩티드를 사용했습니다.

투여 후 1, 24, 48, 72, 96시간에 연속 SPECT 영상을 실시하였다. 영상 시퀀스는 단일 단말 측정에 의존하기보다는 며칠 동안 뇌와 관련된 방사성 표지 신호의 존재 및 분포를 검사하도록 설계되었습니다.-

이 사건은 세 가지 관련 정보를 제공했습니다. 첫째, 뇌-관련 신호가 비강내 투여 후 관찰되었으며 이는 CNS 전달에 대한 추가 조사를 뒷받침합니다. 둘째, 신호의 분포는 단일 전체{3}}뇌 값으로 처리되기보다는 해부학적 뇌 영역 전반에 걸쳐 평가될 수 있습니다. 셋째, 연속 스캔은 웨비나에 제시된 대로 최소 72시간 동안 감지 가능한 신호를 유지하는 것을 포함하여 96시간 관찰 기간 동안 뇌 관련 신호가 어떻게 변화했는지 보여주었습니다.

동일한 인수를 통해 CNS 외부의 정보도 제공되었습니다. 비강 부위, 뺨, 기관지 및 폐에서 신호를 평가했습니다. 이는 국소 침착과 호흡 공간이 잠재적인 코-에서-뇌로의 전달에 사용할 수 있는 비강 내 투여량의 일부에 영향을 미칠 수 있기 때문에 중요합니다. 따라서 CNS-관련 및 호흡 성향을 모두 검사하는 영상 설계는 연구자가 최종 뇌 영상에만 초점을 맞추는 대신 전달 경로를 전체적으로 해석하는 데 도움이 될 수 있습니다.

연구 설계가 답할 수 있는 것

1. 비강내 투여 후 뇌{1}}관련 신호가 감지됩니까?

연속 SPECT는 투여 후 영상화된 뇌 영역에 방사성 표지 물질이 존재한다는 생체 내 증거를 제공합니다. 이는 혈장 노출만으로 CNS 전달을 추론하는 것보다 더 강력합니다. 결과는 여전히 정확하게 설명되어야 합니다. 이미징은 뇌{2}}관련 추적 신호를 보여주지만 그 자체로는 정확한 수송 경로를 증명하거나 온전한 펩타이드가 특정 뇌 세포 유형에 들어갔다는 것을 입증하지 못합니다.

2. 신호는 어디에 축적되나요?

SPECT/CT는 양식, 등록 품질, 재구성 방법 및 연구{0}}특정 해상도에서 허용하는 수준의 공간 정보를 제공합니다. 지역 분석을 통해 신호가 특정 해부학적 영역에 집중되어 있는지 여부를 확인할 수 있습니다. 이는 전체-두뇌 평균이 노출 또는 보유의 지역적 차이를 숨길 수 있는 CNS 프로그램에 중요합니다.

3. 뇌{1}}관련 신호는 시간이 지남에 따라 어떻게 변합니까?

1-에서 96-시간 순서는 과목 내 시간 과정을 제공합니다. 조사자는 관측된 최고 신호까지의 시간, 관측 창에 대한 지속성 및 명백한 워시아웃을 조사할 수 있습니다. 이러한 영상 기반 관찰은 혈장 PK, CSF 데이터, 약력학적 종말점 및 생체 외 조직 측정과 함께 고려될 수 있습니다.

4. 남은 복용량은 어디로 가나요?

전신-또는 확장된{1}}장 영상을 통해 뇌 외부의 동시 분포를 확인할 수 있습니다. 비강 내 투여의 경우 비강과 호흡기가 특히 관련됩니다. 말초 장기 분포는 또한 겉보기 CNS 전달 비율의 안전성, 제거 또는 해석과 관련될 수 있는 노출 패턴을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.

5. 연구가 단말 샘플링에 대한 의존도를 줄일 수 있습니까?

직렬 이미징을 사용하면 동일한 주제에 대한 반복 관찰이 가능하므로 모든 시점에 별도의 터미널 코호트를 할당할 필요성이 줄어들 수 있습니다. 감소 정도는 연구 목적, 검증 계획, 동물 수, 영상 촬영 일정 및 직접적인 생체 외 확인의 필요성에 따라 달라집니다. 따라서 분자 영상화는 최종 분석을 자동으로 대체하는 것이 아니라 동물 연구에서 얻은 정보를 개선하는 방법으로 보아야 합니다.

이미징이 자체적으로 확립되지 않는 것

첫 번째 제한은 공간 및 셀룰러 해상도입니다. SPECT/CT는 방사성 표지된 신호를 해부학적 영역에 위치시킬 수 있지만 물질이 뉴런, 신경교 세포, 혈관 구획 또는 세포외 공간 내부에 있는지 확인할 수는 없습니다. 세포 및 세포하 위치 파악에는 자가방사선 촬영, 조직학, 면역조직화학 또는 기타 최종 분석과 같은 방법이 필요합니다.

두 번째 제한은 분자 정체성에 관한 것입니다. 카메라는 동위원소의 방사성 붕괴를 감지합니다. 라벨이 생체 내에서 방출되는 경우 방사선 표지된 대사산물이나 유리 요오드와 온전한 펩티드를 구별하지 못합니다. 따라서 적절한 경우 연구 전과 연구 중에 라벨 안정성을 평가해야 합니다. 선택한 최종 시점을 생체 외 생체 분석과 결합하여 영상 신호가 모 시험 항목을 얼마나 밀접하게 나타내는지 확인할 수 있습니다.

세 번째 제한은 경로 속성입니다. 비강 투여 후 뇌{1}}관련 신호는 CNS 전달과 호환되지만 SPECT만으로는 직접적인 코-에서-뇌로의 전달과 전신 흡수 후 후속 BBB 통과 또는 경로의 조합을 확실하게 구별할 수 없습니다. 경로-별 결론을 내리려면 연구 설계, 제형 데이터, 혈장 및 조직 PK, 적절한 경우 CSF 측정, 관련 대조와의 통합이 필요합니다.

이러한 제한은 이미징의 가치를 감소시키지 않습니다. 이는 데이터가 어떻게 사용되어야 하는지를 정의합니다. 직렬 이미징은 상세한 최종 조사가 필요한 지역과 시점을 식별할 수 있으므로 생체 외 작업이 임의의 시간 과정에 걸쳐 분산되기보다는 특정 질문에 집중될 수 있습니다.

NHP가 코-~-뇌 발달과 관련된 이유

설치류는 제형 스크리닝, 메커니즘 연구, 초기-개념 증명 작업에 여전히 유용합니다.- 그러나 설치류의 코 해부학과 호흡 생리학은 인간과 다릅니다. 설치류는 의무적으로 코로 호흡하며 후각 상피는 비강의 비례적으로 더 큰 부분을 차지합니다. 이러한 특징은 침착에 영향을 미칠 수 있으며 인간에서 예상되는 것보다 후각 수송의 더 높은 명백한 기여로 이어질 수 있습니다.

NHP는 비강 기하학, 기도 조직, 호흡 패턴, CNS 해부학 및 임상적{0}}동등 영상과의 호환성을 포함하여 선택된 변환 질문에 대해 더 긴밀한 해부학적, 생리학적 맥락을 제공합니다. NHP 데이터는 인간 번역의 불확실성을 제거하지 않으며 임상 노출에 대한 직접적인 예측으로 해석되어서는 안 됩니다. 이들의 가치는 일부 전달 질문에 대한 표준 설치류 연구보다 인체 해부학과 더 관련성이 높은 모델에서 경로, 지역 분포, 보유 및 전신 배치를 평가할 수 있다는 것입니다.

종의 선택은 발달 문제에 따라 결정되어야 합니다. NHP 연구는 제형 선택, 국소 CNS 노출, 전달-장치 평가 또는 국소 침착과 전신 노출 사이의 관계와 같이 시험관 내 또는 설치류에서 적절하게 처리할 수 없는 결정을 해결하도록 설계되었을 때 가장 유익합니다.

이미징과 PK, 생물분석 및 약리학의 통합

분자 이미징은 통합 번역 데이터 세트의 한 구성 요소로 계획될 때 가장 유용합니다. 코-대뇌- 연구는 직렬 SPECT/CT를 혈장 PK, CSF 샘플링, 비강 및 호흡기 평가, 조직 생체 분석, 바이오마커 측정 및 약력학적 평가변수와 결합할 수 있습니다.

이러한 통합을 통해 여러 계층의 증거를 비교할 수 있습니다.

• 전신 노출:혈장 농도, 노출 및 청소율;
• 공간 노출:방사성 표지 물질의 뇌 및 말초{0}}장기 분포;
• 일시적 노출:초기 투여 후-기간부터 이후의 유지 또는 세척을 통한 신호 변화;
• 분자 정체성:온전한 모물질 또는 관련 대사물질에 기인하는 신호의 비율; 그리고
• 생물학적 효과: 타겟 참여, 바이오마커 반응 또는 기능적 약리학.

모든 프로그램에 단일 레이어만으로는 충분하지 않습니다. 영상 신호가 측정된 시험 항목, 예상되는 메커니즘 및 치료 가설과 관련된 생물학적 반응과 연결될 때 번역 해석이 더욱 강력해집니다.

NHP 코-에서-뇌 영상 연구에 대한 Prisys Biotech의 역할

Prisys Biotech은 비강 내 투여, 일련의 분자 영상, PK/PD, 바이오마커 분석 및 보완적 조직 평가를 통합할 수 있는 NHP 중개 연구를 수행합니다. 워크플로에는 방사성 핵종 선택, 방사성 라벨링, 라벨링 후 준비 및 정제, 품질 관리, 대형-동물 SPECT/CT 또는 PET/CT, 정량적 이미지 분석이 포함될 수 있습니다.

웨비나 자료에서는 소분자, 펩타이드, 단백질, 거대분자, 나노물질 및 항체에 적용할 수 있는 라벨링 및 이미징 워크플로우를 설명합니다. 적절한 방사성 핵종 및 양식은 시험 항목, 라벨링 화학, 예상 동역학, 필요한 관찰 창, 민감도 및 연구 목표에 따라 다릅니다. 이러한 매개변수는 기기 가용성만을 기준으로 선택하기보다는 연구 설계 중에 설정되어야 합니다.

코-대뇌 프로그램의 실제 목표는 전달 절차를 방어 가능한 증거 패키지와 연결하는 것입니다. 즉, 물질이 감지되는 위치, 시간이 지남에 따라 분포가 어떻게 변하는지, 모분자에 기인할 수 있는 신호의 비율, 노출이 약리학적 효과와 연관되어 있는지 여부 등이 여기에 해당됩니다.

결론

Serial 125I SPECT는 NHP에서 비강 내 펩타이드 투여 후 뇌{1}}관련 및 호흡기{2}}시스템 분포를 평가하는 방법을 제공합니다. 웹 세미나의 경우 1, 24, 48, 72 및 96시간의 스캔을 통해 단일 추적자-수준 관리가 연구 팀이 제시한 대로 최소 72시간 동안 감지 가능한 뇌 관련 신호를 포함하여 종단 및 공간 정보를 생성할 수 있는 방법을 보여주었습니다.-

이 방법은 정확한 코-대-뇌 전달 메커니즘, 세포 위치 파악 또는 온전한-모체 농도를 독립적으로 증명하지 않습니다. 이러한 질문에는 보완적인 대조, 라벨{4}}안정성 평가, 생체 분석 및 필요한 경우 말단 조직 방법이 필요합니다. 그 가치는 기존의 PK 및 조직{6}}분석 프레임워크에 분포 및 유지에 대한 반복적인 생체 내 관점을 추가하는 데 있습니다.

CNS 약물 개발의 경우 가장 유익한 디자인은 일반적으로 생체 분석 대신 영상이 아닌 디자인입니다. 이는 생체 분석, 약리학 및 적절한 번역 종료점을 함께 영상화하는 것입니다. 이 조합은 제형, 투여량, 국소 중추신경계 노출, 유지 및 비임상 개발의 다음 단계에 대한 보다 정확한 결정을 지원할 수 있습니다.