L'évaluation préclinique des médicaments, en particulier pour la cardiotoxicité, est une étape critique dans le processus de développement des médicaments. Les méthodes traditionnelles, s'appuyant souvent sur des tests in vitro ou une manipulation manuelle des modèles animaux, sont à la fois inefficaces et incapables d'imiter pleinement les conditions in vivo. Le poisson zèbre, avec leurs corps transparents, leur développement rapide et leurs similitudes génétiques avec les humains, émergent comme un modèle puissant pour le dépistage à haut débit. Cependant, les techniques de phénotypage existantes sont à forte intensité de main-d'œuvre et s'appuient sur l'anesthésie, ce qui peut compromettre les réponses physiologiques. Ces contraintes montrent clairement qu'un système automatisé et non invasif est nécessaire pour une évaluation efficace des médicaments précises.
Une équipe de chercheurs de l'Université Sun Yat-Sen a répondu à ce défi avec le développement du système de dépistage automatisé in vivo (AISS). Publié (doi: 10.1038 / s41378-024-00852-9) Microsystems et nanoengineering Le 27 janvier 2025, l'étude montre comment l'AISS peut automatiser la manipulation des larves de poisson zèbre, permettant une imagerie précise et multi-organes avec une intervention humaine minimale. Ce système marque un bond en avant dans le dépistage pharmaceutique à haut débit, offrant un outil prometteur pour une évaluation de médicaments plus efficace et fiable.
L'AISS est conçu pour automatiser l'ensemble du processus de manipulation des larves de poisson zèbre. En utilisant des puces microfluidiques, le système encapsule les larves individuelles dans des gouttelettes, permettant un contrôle précis sur les gradients de concentration de médicament et l'observation en temps réel des réponses des organes. En éliminant le besoin d'anesthésie, le système permet une imagerie à haute résolution d'organes tels que le cœur, le cerveau et le foie. Le contrôle informatique basé sur la vision assure une immobilisation et une orientation précises des larves, créant un environnement optimal pour les observations in vivo. L'une des principales innovations du système est sa capacité à générer de multiples gradients de concentration de médicaments sur puce, permettant l'évaluation détaillée des effets des médicaments. Dans un exemple, l'AISS a démontré les effets cardiotoxiques du médicament antipsychotique sertindole, révélant des changements significatifs de la fréquence cardiaque et de la fonction ventriculaire à des concentrations de médicaments variables. Notamment, l'AISS réduit également la consommation de médicaments, chaque gouttelette ne contenant que 5,56 microlitres, ce qui fait du système une solution efficace et rentable pour un dépistage à grande échelle.
Ce système de dépistage automatisé représente un progrès majeur dans l'évaluation préclinique des médicaments. En éliminant le besoin d'anesthésie et de manipulation manuelle, nous pouvons maintenant observer les réponses physiologiques en temps réel chez le poisson zèbre avec une précision sans précédent. Ce système a le potentiel de transformer la façon dont nous dépistons la toxicité et l'efficacité des médicaments, conduisant finalement à des produits pharmaceutiques plus sûrs et plus efficaces. «
Dr Xudong Lin, chercheur principal
L'AISS a un vaste potentiel dans la recherche pharmaceutique, en particulier dans les premiers stades du développement de médicaments lorsque le dépistage de toxicité rapide et précis est primordial. Avec sa capacité à évaluer les effets des médicaments sur plusieurs organes rapidement et non invasivement, ce système pourrait réduire considérablement le temps et le coût des tests précliniques. La technologie permet également la détection d'effets toxiques subtils qui pourraient autrement être négligés dans les tests traditionnels. La polyvalence du système s'étend au-delà du poisson zèbre et pourrait être adapté pour une utilisation dans d'autres modèles de petits animaux, élargissant ses applications dans la recherche biomédicale. L'AIS est un nouvel outil puissant dans la découverte de médicaments, sur le point d'améliorer la sécurité et l'efficacité des futures thérapies.
