Dans cette interview, découvrez comment Charles River utilise la puissance de la microdialyse pour le développement de médicaments et les thérapies du SNC.
Sommaire
Pourriez-vous vous présenter s'il vous plaît ?
Je m'appelle Ilona Vuist. Je dirige actuellement une équipe de directeurs d'études sur le site de Charles River Labs à Groningen, aux Pays-Bas. J'ai cinq ans d'expérience dans la conduite d'études en neurosciences et en microdialyse tumorale et mes connaissances combinées in vivo et les procédures analytiques m'ont permis d'accompagner nos clients sur le plan technique et scientifique durant la phase de découverte du développement de médicaments.
Qu'est-ce que la microdialyse ? Quels sont ses principaux avantages ?
La microdialyse est une technique basée sur un cathéter qui permet un échantillonnage continu du liquide interstitiel de tout tissu cible. Cette technique repose principalement sur les principes de l'osmose, dans lesquels de fortes concentrations du microenvironnement passent à travers la sonde. Les échantillons prélevés peuvent ensuite être analysés pour une large gamme de mesures en fonction de la question à laquelle on répond. Parmi les exemples courants de mesures, on trouve les niveaux de neurotransmetteurs et de neurométabolites, les niveaux d'hormones et la détection d'articles de test thérapeutiques pour interroger la pharmacocinétique et la pharmacodynamique. Il existe une microdialyse normale pour les neurotransmetteurs, une microdialyse MetaQuant pour la PK et une microdialyse push-pull pour les molécules plus grosses.
La microdialyse présente trois avantages majeurs. Le premier est qu'elle peut être réalisée sur des animaux éveillés et en liberté et que les échantillons sont collectés en série. Le deuxième avantage est qu'elle permet d'analyser plusieurs analytes à partir d'un seul échantillon. L'aliquotage d'un échantillon pour différentes méthodes, telles que la HPLC, la spectrométrie de masse ou l'ELISA, vous permet d'élargir votre profilage de biomarqueurs. Le dernier avantage est que vous pouvez réduire le nombre d'animaux en implantant plusieurs sondes dans un seul animal. Par conséquent, non seulement vous réduisez le nombre d'animaux utilisés dans une étude, mais vous pouvez également prélever des échantillons à plusieurs endroits au cours d'une même expérience.
Une fois les échantillons collectés, quelles techniques analytiques peuvent être utilisées pour les analyser ?
Nous pouvons utiliser des méthodes LC-MS, ainsi que MSD, ELISA ou toute autre technique existante pour analyser ces échantillons relativement propres avec un faible bruit de fond ou une faible interférence de matrice. Grâce à la LC-MS, nous pouvons mesurer différents peptides d'une même protéine ainsi que quantifier des mutations ou des peptides spécifiques d'intérêt.
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Pouvez-vous expliquer ce qu'est la microdialyse push-pull ? Comment mettre en place une expérience de microdialyse push-pull ?
La microdialyse push-pull est une technique utilisée pour échantillonner de grosses molécules, telles que des peptides, des anticorps, des cytokines, qui peuvent être à la fois endogènes et thérapeutiques.
Pour la microdialyse push-pull, nous utilisons une sonde spécialisée en forme de Y avec une membrane spécifique de plus grande taille de pores. La gravité est utilisée pour obtenir le flux optimal sur la membrane, capturant ainsi autant de molécules que possible. Nous déterminons le taux de récupération sur la membrane grâce à in vitro expériences avant de commencer in vivo expériences.
Les sondes seront implantées dans la région cérébrale concernée et, après la période de récupération, des échantillons en série pourront être prélevés. De plus, une canule peut être positionnée dans la veine jugulaire pour permettre le prélèvement sanguin, ou dans la citerne magna pour le prélèvement du LCR.
Différentes voies d'administration du composé peuvent être utilisées, notamment les voies traditionnelles, ainsi que les injections intranasales, intrathécales ou autres. De plus, nous pouvons prélever différents tissus et effectuer une microdissection après l'expérience. Nous pouvons donc extraire une multitude d'informations d'un seul animal, ce qui est quelque chose qui m'enthousiasme particulièrement lorsque j'utilise la microanalyse dans nos études.
Les données obtenues à partir de ces expériences comprennent des informations sur la pénétration cérébrale, le rapport entre le plasma, le LCR et les liquides interstitiels, ainsi que le Kpuu.
Comment la microdialyse push-pull contribue-t-elle à l’étude de différents modèles animaux ? Pouvez-vous partager des études de cas ou des exemples d’expériences de microdialyse push-pull ?
Nous pouvons mener des études de microdialyse dans divers modèles animaux de la maladie d'Alzheimer, de la maladie de Huntington ou de tout autre modèle, pour évaluer la pharmacodynamique ou la pharmacocinétique.
Permettez-moi de partager une étude PK/PD dans laquelle nous avons mesuré les niveaux de protéines PK et alpha-synucléine chez des rats. Nous avons utilisé une sonde push-pull dans le cortex préfrontal et placé une canule de veine jugulaire chez le même animal pour prélever du sang. De plus, nous avons placé une canule dans la citerne magna pour prélever du liquide céphalorachidien (LCR).
Après administration d'un anticorps thérapeutique, nous avons observé une diminution des taux d'alpha-synucléine dans le microdialysat cérébral et le LCR. Chez les mêmes animaux, les profils pharmacocinétiques ont été déterminés à la fois dans le plasma et dans le microdialysat cérébral, réduisant ainsi le nombre d'animaux utilisés dans cette étude.
Services de microdialyse à Charles River
Quelles considérations faut-il prendre en compte lors de la conception d’expériences de microdialyse ?
Les principales considérations tournent autour des aspects techniques, notamment le choix de la membrane et du type spécifique de molécule à mesurer. Il faut également tenir compte des méthodes d'analyse disponibles. On peut aussi jouer sur la durée de l'expérience.
Les expériences de microdialyse peuvent durer quelques jours ou même plus longtemps. Grâce à l'installation de canules de guidage supplémentaires, nous pouvons les prolonger sur plusieurs semaines, ce qui nous permet d'échantillonner la même région au fil du temps. Cette capacité est inestimable pour réduire le nombre d'animaux nécessaires à l'expérimentation.
Combien de régions cérébrales peut-on échantillonner dans une expérience de microdialyse ? Le nombre est-il cohérent entre les souris et les rats ?
Chez les rats, nous utilisons généralement un maximum de deux régions cérébrales. Nous pouvons ajouter une canulation de la veine jugulaire ou de la citerne magna, pour un total de trois lignes. Chez les souris, cela est limité à deux lignes. Nous pouvons toujours incorporer les deux régions cérébrales, ou une région cérébrale et une canulation de la veine jugulaire, mais cela représente la configuration maximale possible pour les souris.
Nous pouvons également combiner différentes sondes par région cérébrale. Par exemple, en utilisant une sonde MetaQuant dans une région cérébrale et une sonde push-pull du côté opposé pour capturer à la fois les profils PK et PD du composé au sein du même animal. Je pense que c'est là que réside le véritable pouvoir de la microdialyse, car elle réduit le nombre d'animaux nécessaires en consolidant différentes options au sein d'un seul animal.
À quelle fréquence peut-on réaliser une microdialyse sur le même animal ? Est-il possible de réaliser plusieurs expériences de microdialyse sur le même animal sur plusieurs semaines ou plusieurs mois ?
Oui, il serait possible de prélever des échantillons sur le même animal pendant plusieurs semaines. Cependant, si la durée s'étend sur plusieurs mois, je recommanderais de le diviser en différents groupes et de réaliser les opérations à des intervalles plus longs. Néanmoins, nous avons mené avec succès des expériences s'étalant sur plusieurs mois avec cette approche.
Comment s’assurer que la barrière hémato-encéphalique se rétablisse après l’expérience ?
Pendant la période de récupération entre l'intervention chirurgicale et le début de la microdialyse proprement dite, il est à noter que nous disposons de données historiques montrant qu'après une période donnée, la barrière hémato-encéphalique est rétablie.
Pouvez-vous expliquer ce que in vitro Qu'est-ce que la microdialyse et comment est-elle utilisée pour éclairer la configuration expérimentale in vivo ?
Dans cette configuration, la sonde est placée dans un bécher contenant l'analyte d'intérêt et les microdialysats sont collectés. in vitro configuration, nous utilisons généralement des conditions différentes pour déterminer les conditions optimales pour les analytes.
Il s'agit d'utiliser différentes membranes ou d'ajouter des facteurs tels que la BSA au LCR artificiel pour améliorer le transfert à travers la membrane. En comparant au préalable ces différents facteurs, nous cherchons à obtenir la récupération la plus élevée possible des analytes avant de procéder aux expériences sur les animaux.
À propos de l'intervenant
Ilona Vuist dirige actuellement une équipe de directeurs d'études sur le site de Charles River à Groningen, aux Pays-Bas. Elle possède une formation en immunologie et en biologie cellulaire, ainsi qu'une expérience dans la conduite d'études de microdialyse du système nerveux central et des tumeurs. Ses connaissances combinées des procédures in vivo et analytiques lui permettent d'apporter un soutien technique et scientifique pendant la phase de découverte du développement de médicaments.
À propos des laboratoires Charles River
Chez Charles River, nous sommes passionnés par notre rôle dans l'amélioration de la qualité de vie des gens. Notre mission, notre excellence scientifique et notre sens aigu du devoir nous guident dans tout ce que nous faisons, et nous abordons chaque journée avec la certitude que notre travail contribue à améliorer la santé et le bien-être de nombreuses personnes à travers le monde.
Charles River fournit des produits et services essentiels pour aider les sociétés pharmaceutiques et biotechnologiques, les agences gouvernementales et les principales institutions universitaires du monde entier à accélérer leurs efforts de recherche et de développement de médicaments.
En tant que partenaire entièrement intégré, Charles River peut soutenir vos recherches à tout moment du continuum de la découverte de médicaments.
