蛔虫可以加速药物输送的新平台

Cockrell工程学院的研究人员在得克萨斯大学的奥斯汀分校第一次大规模发展在活的有机体内药物发现平台使用一个整体动物模型可以加快科学研究,更准确地评估新药的有效性在神经退行性疾病的治疗。

教授阿德拉Ben-Yakar博士后和研究生和她的团队——Sudip Mondal,克里斯托弗·马丁,艾凡赫加蒂Sertan Kutal Gokce和Navid Ghorashian—描述他们的新平台在发表在《自然》杂志上的一项研究通信在10月11日。

小组认为,他们的平台将允许研究人员和制药公司进行基于图像分析成千上万的生活,1-millimeter-long蛔虫,叫秀丽隐杆线虫(秀丽隐杆线虫),同时在体外细胞平台的速度和成本。

研究员Ben-Yakar机械和生物医学工程部门,带领新平台的设计,它的形式cellphone-size芯片,可以固定,使用高性能显微镜分析小动物模型。平台类似于细胞筛选平台,但它可以屏幕整个有机体内部由多个单元通过固定成千上万micro-traps阻止他们的自然运动。此外,该平台可以自动理解数据使用图像分析软件,也是由研究人员开发的。这些信息可以帮助确定一种药物是否有效地治疗蛔虫病。

同时研究者的微流体装置被设计成图像约3600蛔虫在高分辨率和高速度,从12到16分钟。今天的传统平台可以形象只有少数动物在这么短的时间内。该设备也有能力来评估不同药物化合物的功效。而其他微流体平台使用今天能够分析一次只有一个药物化合物,研究人员的新平台可以评估96年。

的蛔虫的神经退行性疾病的研究,因为他们有完整的神经系统和多样的组神经元,也第一次多细胞生物完全测序的基因组。大约三分之一的秀丽隐杆线虫的基因是相同的致病基因在人类身上。

“秀丽隐杆线虫是成千上万倍的细胞,所以现在我们已经开发了一种方法来捕捉和固定的如此之快,我们可以确定更多的信息在整个生物药物的疗效,而不是有限的信息,推导出当我们使用孤立的单个细胞,”Ben-Yakar说。

使芯片有别于现有的平台,它能够大规模筛选,研究成千上万成千上万的化合物以快速、高分辨率的方式和高含量的荧光检测,允许更快更多的深入分析动物的表型。

由一个灵活的聚合物,微流控芯片包含接收药物治疗动物的96口井。下面每个特殊式微通道,可以陷阱40蛔虫。秀丽隐杆线虫为巩膜的锥形设计挤压平面取向,可以更容易地成像。微流控芯片然后依靠一个衬垫系统,适用于压力室固定蛔虫。

“本原理的研究打开了一扇大门使用这种技术来识别和开发治疗人类疾病的一些最棘手的,”安妮·哈特说,布朗大学的神经科学教授曾跟随芯片的发展。

来展示他们的新设备的效率,研究小组分析了大约1000种药品食品和药物管理局批准用于治疗中的蛋白质聚合各种神经退行性疾病,包括亨廷顿氏舞蹈症。在这一过程中,他们惊讶地发现潜在的药物,是治疗亨廷顿氏舞蹈症的行之有效的方法。

“四我们测试的药物是有效的治疗与亨廷顿蛋白聚合模型直接相关的,和这些药物更加有效地增加剂量不会引起毒性、“Ben-Yakar说。