Gli Scienziati sviluppano all'l'analisi biologica basata a cella del gambo in vitro per la rilevazione dell'attività biologica di BoNTs

Gli Scienziati all'Istituto per le Malattie Infettive, Università di Berna hanno sviluppato ad un'analisi biologica basata a cella del gambo in vitro sviluppata sulle schiere dell'multi-elettrodo capaci di rilevazione dell'attività biologica delle neurotossine di Clostridium botulinum. La Loro analisi ha potuto servire negli esperimenti sugli animali di minimizzazione come pure fornire una piattaforma pertinente fisiologica per droga selezione dei composti neuroattivi.

Le neurotossine di Clostridium botulinum (BoNTs), prodotte dai Clostridium botulinum Gram-positivi del batterio, sono le tossine della proteina naturali più tossiche conosciute fin qui. Tuttavia, una volta applicata in piccola quantità, la tossina causa una paralisi locale-limitata, che è utile nel trattamento di varie malattie quali i moduli differenti di distonia, della iperidrosi, degli strabismi, del dolore cronico e delle emicranie. Corrente, è la più ampiamente usata nel treatmet estetico per il lisciamento delle grinze e delle righe di aggrottare le sopracciglia - un'applicazione che ha veduto un aumento enorme in uso durante le ultime decadi.

Queste tossine sono prodotti naturali e prodotto dai batteri, quindi le variazioni farmaceutiche di batch--batch nella concentrazione e nell'attività accadono. Tuttavia, dalle tossine per esempio Botox® è approvato dalle autorità nazionali di regolamentazione come prodotti farmaceutici, la sicurezza per i pazienti deve essere garantito dalla prova in lotti del prodotto finito. Corrente, la potenza di BoNT biologicamente attivo è riflessa dai mouse d'ebbrezza in cosiddetto mouse biosassay (MBA) che è stato presentato negli anni 20. In questa analisi, le diluizioni differenti dei preparati che contengono BoNT sono iniettate nei mouse ed i sintomi della paralisi sono osservati per parecchie ore fino ai giorni.

dovuto la domanda enorme dei prodotti farmaceutici che contengono BoNT, è stimato che in U.S.A. e nell'Europa, più di 600.000 mouse siano sacrificati annualmente per queste prove in lotti.  Questo un gran numero di animali e preoccupazioni etiche di sofferenza di cause di considerevoli. Di Conseguenza, c'è un molto richiesto per la sostituzione di MBA.

In risposta a questo molto richiesto, un'analisi in vitro novella come alternativa in vivo a MBA ampiamente usato è stata sviluppata da Stephen Jenkinson uno studente di PhD nel laboratorio di Prof. il Dott. med. Stephen Leib all'Istituto per le Malattie Infettive in collaborazione con il Dipartimento di Fisiologia, sia all'Università di Berna che con il Laboratorio di Spiez, Ufficio Federale Svizzero per Protezione Civile.

Nuovi neuroni Crescenti

Nel sudy i ricercatori hanno dimostrato che i neuroni si sono differenziati in vitro dal mouse che le cellule staminali embrionali coltivate sulle schiere dell'multi-elettrodo (MEAs) possono servire da a metodo basato a cella fisiologicamente pertinente per la rilevazione il holotoxin e del complesso di BoNT/A. Le culture di un neurone hanno formato le reti funzionali composte di miscela eterogenea di eccitante ed i neuroni inibitori e sopra il trattamento per 24 ore con il holotoxin o Botox® di 1 del pomeriggio BoNT/A del ~ fare tacere completo della trasmissione sinaptica sono stati osservati.

“La Rilevazione e la quantificazione di BoNTs nei preparati farmaceutici è estremamente sfidare dovuto un meccanismo a più gradi dell'intossicazione cellulare e l'alta potenza delle tossine„, dice Stephen Jenkinson, primo autore dello studio. Fin qui, a metodi basati a cella di un neurone sono la sola alternativa in vitro a MBA e parecchie analisi sono state sviluppate facendo uso o embrionale neuroni derivati della cellula staminale primaria che mostrano la simile o persino maggior sensibilità che MBA. Tuttavia, la maggior parte di queste analisi contano su omogeneizzazione distruttiva del tessuto per permettere la quantificazione e la valutazione di BoNT che richiedono così i metodi supplementari e per avanzare il tempo pratico di dare un risultato. “Inoltre, questi metodi non permettono un video continuo dell'attività di un neurone sopra il trattamento con BoNTs„, aggiunge Stephen Leib.

Il vantaggio principale di questa analisi è l'uso dei neuroni derivati cellula staminale, così rendendo l'uso degli animali obsoleto. Più Ulteriormente, le tecniche della registrazione di MEA tengono conto un video non invadente continuo dell'attività di un neurone e questo approccio può su-essere riportato in scala facilmente per soddisfare le richieste di una selezione futura di alto-capacità di lavorazione dei composti neuroattivi. “Inoltre, l'uso dei sistemi disponibili nel commercio di MEA non richiede il personale altamente formato„, dice Jenkinson.

Sebbene l'analisi presentata tenga un'alta sensibilità alla 1 del pomeriggio di BoNT/A, ulteriore ricerca deve essere condotta nell'aumento della sensibilità globale. Tuttavia, Stephen Jenkinson e Stephen Leib credono che l'analisi biologica novella tenga il grande potenziale di diminuire l'uso animale per rilevazione di BoNT e la determinazione di attività in prodotti farmaceutici. Inoltre, l'analisi può essere ampliata per la droga selezione dei composti neuroattivi possibili con enfasi su attività sinaptica. Lo studio ora è stato pubblicato nelle Frontiere in Farmacologia.

Sorgente: http://www.unibe.ch/news/media_news/media_relations_e/media_releases/2017_e/media_releases_2017/stem_cells_derived_neuronal_networks_grown_on_a_chip_as_an_alternative_to_animal_testing/index_eng.html