Los Científicos desarrollan la prueba biológica célula-basada vástago in vitro para detectar la actividad biológica de BoNTs

Los Científicos en el Instituto para las Enfermedades Infecciosas, Universidad de Berna han desarrollado una prueba biológica célula-basada vástago in vitro crecida en las matrices multi-electrodo capaces de detectar la actividad biológica de las neurotoxinas botulinum de Clostridium. Su análisis podía servir en experiencias con animales que disminuían así como proporcionar a una plataforma relevante fisiológica para la droga-investigación de pastas neuroactivas.

Las neurotoxinas botulinum de Clostridium (BoNTs), producidas por el botulinum de Clostridium Grampositivo de la bacteria, son las toxinas naturales más venenosas de la proteína sabidas hasta la fecha. Sin Embargo, cuando está aplicada en pequeñas cantidades, la toxina causa una parálisis local-lindada, que es beneficiosa en el tratamiento de diversas enfermedades tales como diversos formularios de la distonía, de la hiperhidrosis, del estrabismo, del dolor crónico y de los dolores de cabeza. Actualmente, es la más ampliamente utilizada del treatmet estético para alisar de las arrugas y de las líneas del ceño fruncido - una aplicación que ha considerado un aumento enorme funcionando durante las décadas últimas.

Estas toxinas son productos naturales y producido por las bacterias, por lo tanto las variaciones farmacéuticas del tratamiento por lotes-a-tratamiento por lotes en la concentración y la actividad ocurren. Sin Embargo, desde las toxinas e.g. Botox® es aprobado por las autoridades reguladoras nacionales como productos farmacéuticos, el seguro para los pacientes tiene que ser garantizado por la prueba del tratamiento por lotes del producto final. Actualmente, la potencia de BoNT biológicamente activo es vigilada intoxicando ratones en el supuesto ratón biosassay (MBA) que fue introducido en los años 20. En este análisis, diversas diluciones de las preparaciones que contienen BoNT se inyectan en ratones y los síntomas de la parálisis se observan por varias horas hasta días.

Debido a la demanda enorme para los productos farmacéuticos que contienen BoNT, se estima que en los E.E.U.U. y la Europa, más de 600.000 ratones están sacrificados anualmente para estas pruebas de tratamiento por lotes.  Este una gran cantidad de animales y preocupaciones éticas sufridoras de las causas de considerables. Por Lo Tanto, hay un de mucha demanda para el repuesto de MBA.

En respuesta a este de mucha demanda, un análisis in vitro nuevo como opción in vivo a MBA ampliamente utilizado ha sido desarrollado por Stephen Jenkinson un estudiante del Doctorado en el laboratorio del Profesor el Dr. MED. Stephen Leib en el Instituto para las Enfermedades Infecciosas en colaboración con el Departamento de la Fisiología, en la Universidad de Berna y con el Laboratorio de Spiez, Oficina Federal Suiza para la Protección Civil.

Nuevas neuronas Crecientes

En el sudy los investigadores demostraron que las neuronas distinguieron in vitro de ratón que las células madres embrionarias cultivadas en matrices multi-electrodo (MEAs) pueden servir como método célula-basado fisiológico relevante para detectar el holotoxin y el complejo de BoNT/A. Las culturas neuronales formaron las redes funcionales integradas por una mezcla heterogénea de excitador y las neuronas inhibitorias y sobre el tratamiento por 24 horas con el holotoxin o Botox® del ~ 1 P.M. BoNT/Al imponer silencio completo de la transmisión sináptica fueron observadas.

La “Detección y la cuantificación de BoNTs en preparaciones farmacéuticas es extremadamente el desafiar debido a un mecanismo de varias fases de la intoxicación celular y la alta potencia de las toxinas”, dice a Stephen Jenkinson, primer autor del estudio. Hasta la fecha, los métodos célula-basados neuronales son la única opción in vitro a MBA y varios análisis se han desarrollado usando o embrionaria las neuronas derivadas la célula madre primaria que muestran sensibilidad similar o aún mayor que MBA. Sin Embargo, la mayor parte de estos análisis confían en la homogeneización destructiva del tejido para permitir la cuantificación y la evaluación de BoNT que requieren así métodos adicionales y para fomentar hora con manos de rendir un resultado. “Además, estos métodos no permiten un control continuo de la actividad neuronal sobre el tratamiento con BoNTs”, agregan a Stephen Leib.

La ventaja principal de este análisis es el uso de neuronas derivadas célula madre, así haciendo el uso de animales obsoleto. Además, las técnicas del registro del MEA permiten una supervisión no invasor contínua de la actividad neuronal y esta aproximación se puede hacia arriba-escalar fácilmente para cumplir los requisitos para una investigación anticipada de la alto-producción de pastas neuroactivas. “Además, el uso de los sistemas disponibles en el comercio del MEA no requiere al estado mayor altamente entrenado”, dice Jenkinson.

Aunque el actual análisis sujeta una alta sensibilidad hacia abajo a 1 P.M. de BoNT/A, la investigación adicional tiene que conducto en el aumento de la sensibilidad total. Sin Embargo, Stephen Jenkinson y Stephen Leib creen que la prueba biológica nueva lleva a cabo gran potencial de reducir el uso animal para la detección de BoNT y la determinación de la actividad en productos farmacéuticos. Además, el análisis se puede desplegar para la droga-investigación de pastas neuroactivas posibles con énfasis en actividad sináptica. El estudio ahora se ha publicado en Fronteras en Farmacología.

Fuente: 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