Биораспределение - Biodistribution

Биораспределение представляет собой метод отслеживания перемещения представляющих интерес соединений у экспериментального животного или человека. Например, при разработке новых компаундов для ПЭТ (позитронно-эмиссионная томография ) сканирование, a радиоактивный изотоп химически соединен с пептид (подразделение белок ). Этот конкретный класс изотопов излучает позитроны (которые антивещество частицы, равные по массе электрону, но с положительным зарядом). При выбросе из ядра позитроны сталкиваются с электроном и претерпевают уничтожение что дает два гамма излучение путешествуя в противоположных направлениях. Эти гамма-лучи можно измерить и, по сравнению со стандартом, измерить.

Анализ биораспределения

Цель и результаты

Полезным новым соединением с радиоактивной меткой является соединение, которое подходит либо для медицинская визуализация определенных частей тела, таких как мозг или опухоли (введение низких доз радиоактивности) или для лечения опухолей (требующих введения высоких доз радиоактивности). В обоих случаях соединение должно накапливаться в органе-мишени, и любой присутствующий избыток соединения должен быстро выводиться из организма. В медицинской диагностической визуализации это затем дает четкое диагностическое изображение (высокая контрастность изображения), а в лучевой терапии приводит к атаке цели (например, опухоли), минимизируя побочные эффекты для нецелевых органов. При разработке нового диагностического или терапевтического соединения необходимо оценить дополнительные факторы, включая безопасность для человека. С точки зрения эффективности, биораспределение является важным аспектом, который можно измерить путем вскрытия или визуализации.

Путем вскрытия

Например, новое соединение с радиоактивной меткой вводят внутривенно группе из 16-20 грызунов (обычно мышей или крыс). С интервалами в 1, 2, 4 и 24 часа меньшие группы (4-5) животных умерщвляют, затем препарируют. Представляющие интерес органы (обычно: кровь, печень, селезенка, почки, мышцы, жир, надпочечники, поджелудочная железа, мозг, кость, желудок, тонкий кишечник, а также верхняя и нижняя часть толстой кишки, опухоль, если она есть) помещаются в предварительно взвешенные контейнеры и взвесили, а затем поместили в устройство, измеряющее радиоактивность (например, гамма-излучение). Нормализация концентраций радиоактивности ткани к введенной дозе дает значения в единицах процентов от введенной дозы на грамм органа или биологической ткани. Результаты дают динамическое представление о том, как соединение движется через животное и где оно удерживается.

Путем визуализации

Подобно процедуре вскрытия, животным вводят небольшую дозу радиоактивно меченного соединения. В выбранные моменты времени после инъекции получают изображения ПЭТ или ОФЭКТ, обычно также изображение КТ или МРТ для анатомической справки. Концентрация радиоактивности измеряется по изображениям ПЭТ или ОФЭКТ для различных интересующих органов. Это может включать измерение объема этих органов, например по КТ-изображению (а не взвешиванию органов, как при вскрытии) или оценке концентрации радиоактивности в репрезентативной части органа. Нормализация концентраций радиоактивности тканей к введенной дозе дает значения в единицах процентов от введенной дозы на миллилитр органа или биологической ткани.

Преимущество визуализации заключается в том, что животных можно анестезировать для визуализации в течение нескольких или всех требуемых временных точек, то есть для этой процедуры требуется несколько животных, и все они остаются живыми. Это считается неинвазивной процедурой. Кроме того, процедура по сути такая же, как и для медицинской диагностической визуализации в клинике, с двумя основными отличиями: (1) новые соединения, находящиеся в стадии разработки, могут вводиться животным при условии тщательного изучения и утверждения подробного плана эксперимента, в то время как клиницисты могут вводить только инъекции. радиоактивно меченые соединения, которые были тщательно протестированы и одобрены для использования на людях; (2) животных обычно необходимо анестезировать на время сканирования (порядка минут), пока люди бодрствуют, и им просто необходимо оставаться неподвижными во время сканирования.

Неинвазивная визуализация биораспределения в генной терапии

В генная терапия, векторы доставки генов, такие как вирусы, могут быть отображены в соответствии с их биораспределением частиц или их трансдукция шаблон. Первый означает маркировку вирусов контрастным веществом, видимым при использовании некоторых методов визуализации, таких как МРТ или же ОФЭКТ /ДОМАШНИЙ ПИТОМЕЦ а последнее означает визуализацию маркерный ген вектора доставки гена, чтобы быть видимым с помощью иммуногистохимических методов, оптическое изображение или даже ПЦР. Неинвазивная визуализация приобрела популярность, поскольку оборудование для визуализации стало доступным для исследовательских целей в клиниках.

Например, авидин -отображение бакуловирусы можно было визуализировать в мозгу крысы, покрывая его частицами биотинилированного железа, делая их видимыми на МРТ. Было замечено, что биораспределение частиц вируса железа сосредоточено на сосудистое сплетение клетки боковых желудочков.^[1]