Tau pozitronų emisijos tomografija (PET) suteikia in vivo žymeklio surišimo, susijusio su tau patologija, matą. Ikiklinikiniuose tyrimuose jo vertė priklauso ne tik nuo to, ar matomas PET signalas. Tyrėjai turi žinoti, kur atsiranda signalas, kaip jis keičiasi laikui bėgant, kaip konkrečiai atsekamoji medžiaga praneša apie tau ir kaip vaizdo gavimo rezultatai yra susiję su audinių lygio patologija.
Į šiuos klausimus sunku atsakyti vien iš galutinės histologijos. Histologija išsamiai nustato ląstelių ir regioninę patologiją, tačiau ji suteikia momentinį vaizdą tuo metu, kai renkamos smegenys. Pakartotinis PET vaizdavimas stebi tą patį gyvūną keliais laiko momentais ir padeda vėliau nustatyti audinių radinius į laikinį kontekstą.
Per Prisys Biotech internetinį seminarą apie molekulinį vaizdavimą nežmoginių primatų (NHP) tyrimuose dr. Wei Liu pristatė išilginio tau vaizdo gavimo pavyzdį rezus makakos modelyje. Pristatyme buvo aprašytas su adeno susijusio virusinio vektoriaus, ekspresuojančio dvigubą mutantą žmogaus tau (AAV-2xTau), įvedimas į žievelę, o po 3 ir 6 mėnesių buvo atliktas serijinis PET vaizdas su [18F]APN-1607. Šiame straipsnyje pateikiamas šio dizaino loginis pagrindas ir ribos, pagal kurias turėtų būti skaitomi vaizdo gavimo rezultatai.
Kodėl laikui bėgant reikia sekti tau patologiją?
Tau yra su mikrotubuliais susijęs baltymas. Sergant Alzheimerio liga (AD) ir kitomis tauopatijomis, nenormalus tau kaupiasi neuronuose ir sudaro neurofibrilinius inkliuzus. Tau patologijos pasiskirstymas ir progresavimas skiriasi įvairiuose smegenų regionuose ir ligos stadijose. Biomarkeris, kurį galima pakartotinai išmatuoti in vivo, gali padėti apibūdinti, kada ir kur atsiranda su tau susiję pokyčiai.
PET naudojamas radioaktyviai pažymėtas ligandas, kuris kerta kraujo-smegenų barjerą ir jungiasi su molekuliniu taikiniu arba patologiniu agregatu. Po įvedimo skaitytuvas nustato radiotracer pasiskirstymą laikui bėgant. Priklausomai nuo atsekamosios medžiagos ir gavimo plano, atliekant kiekybines arba pusiau kiekybines analizes palyginamas įsisavinimas smegenų regionuose ir apsilankymų metu.
PET tiesiogiai neskaičiuoja tau molekulių. Išmatuotas signalas atspindi žymeklio pristatymą, surišimą, nespecifinį įsisavinimą, klirensą, skaitytuvo veikimą, vaizdo atkūrimą ir analizės metodą. Regioninio signalo pokytis palaiko pakeisto žymeklio surišimo aiškinimą, tačiau tai nėra tiesioginis visos tau naštos matas be tinkamo patvirtinimo.
Kodėl išilginis NHP dizainas?
Išilginiame projekte naudojami pakartotiniai to paties dalyko matavimai. Jis atskiria su laiku susijusius pokyčius nuo skirtumų tarp gyvūnų, ypač kai skenuojami prieš ir po manipuliavimo. Indukuotame modelyje vaizdavimas taip pat tikrina, ar numatomoje anatominėje srityje atsiranda molekulinis signalas ir ar jo pasiskirstymas pasikeičia stebėjimo metu.
NHP turi didesnes smegenis ir labiau panašią į žmones nei graužikų neuroanatomiją, o jų smegenys yra suderinamos su vaizdo gavimo sistemomis ir gavimo metodais, kurie turi klinikinių atitikmenų. Tai svarbu, kai tyrimo klausimas susijęs su regioniniu PET signalu, vaizdo kiekybiniu įvertinimu arba ryšiu tarp eksperimentinio manipuliavimo ir viso smegenų pasiskirstymo. Dėl šių savybių NHP modelis nėra lygiavertis žmogaus AD. Pasirinkite modelį, kad išspręstumėte konkretų vertimo klausimą, ir pasverkite jo apribojimus bei jo anatominę ir vaizdo svarbą.
Atvejo analizė: AAV-2xTau ir serijinis [18F]APN-1607 PET
Išilginis Tau PET NHP Alzheimerio modelyje: [18F]APN-1607 Vaizdas 3 ir 6 mėn.
Sekite tau patologiją, kai ji progresuoja – tam pačiam gyvūnui, kelis mėnesius.
Šiame Prisys atvejo tyrime pateikiamas išilginis tau vaizdas naudojant Alzheimerio ligos rezus beždžionių modelį, naudojant [18F]APN-1607, naujos kartos tau atsekamąjį elementą.
Kodėl [18F]APN-1607 ir kaip buvo sukurtas tyrimas:
- Atpažįsta tiek 3R, tiek 4R tau izoformas su minimaliu MAO-B surišimu
- Fluoro-18 ženklinimas leidžia išvengti trumpo anglies-11 pusinės eliminacijos periodo apribojimo
- AAV išreikštas dvigubas mutantas tau, sukeltas kairiojoje entorinalinėje žievėje
- Serijinis PET vaizdavimas praėjus 3 ir 6 mėnesiams po indukcijos su stipriu kontrastu su triukšmu
Išilginis vaizdavimas subjekto viduje sumažina kintamumą tarp tiriamųjų ir leidžia kiekvienam gyvūnui tapti savo pradiniu tašku – tai iš esmės skiriasi įrodymų kokybė nei galutinių skerspjūvio rodmenų.
Pranešėjas: Prisys Biotech.Dėklas iš Prisys Biotech Molecular Imaging platformos.
Prašome susisiekti:bd@prisysbiotech.com.
Internetinio seminaro pristatyme buvo aprašytas rezus makakos modelis, kuriame AAV vektorius, ekspresuojantis dvigubą mutantą žmogaus tau, buvo įvestas į kairiąją entorininę žievę. PET vaizdavimas naudojant [18F]APN-1607 buvo atliktas po 3 ir 6 mėnesių, o tyrimo plane buvo nustatyti AAV kontroliniai gyvūnai. Pristatyme buvo parodyta seka kaip pradinė, 3 mėnesiai ir 6 mėnesiai ir aprašytas dinaminis PET gavimas per 120 minučių.
Pateiktas dizainas leidžia tyrimo grupei laikui bėgant ištirti regioninį žymeklio signalą, atsižvelgiant į tikslinę smegenų sritį, palyginti AAV-2xTau grupę su kontroliniais gyvūnais ir susieti vaizdo stebėjimus su modelio progresavimu. Internetinio seminaro skaidrėje išilginis PET aprašomas kaip su liga susijusių molekulinių pokyčių vaizdas.
Pristatyme [18F]APN-1607 identifikuojamas kaip fluorintas tau PET žymeklis, gautas iš 11C-PBB3. Jame atsekamoji medžiaga apibūdinama kaip atpažįstanti 3R ir 4R tau izoformas su minimaliu monoaminooksidazės B (MAO-B) prisijungimu. Tai atsekamosios medžiagos charakteristikos, nurodytos pristatyme; žymeklio veikimas priklauso nuo eksperimentinio konteksto ir turėtų būti patikrintas pagal atitinkamus patvirtinimo duomenis.
Šiam straipsniui skirtoje internetinio seminaro medžiagoje nėra skaitinių įsisavinimo verčių, gyvūnų skaičiaus, statistinės analizės ar kiekybinio išilginio poveikio dydžių. Todėl atvejis pateikiamas kaip tyrimo plano pavyzdys, o ne kaip kiekybinio gydymo poveikio įrodymas ar patvirtinta klinikinės ligos progresavimo prognozė.
Prie ko gali prisidėti serijinis tau PET
Internetiniame seminare aprašytas vaizdo gavimo tvarkaraštis apima keletą susijusių klausimų. Ar su žymekliu susijęs signalas rodomas regione, į kurį nukreipta AAV-2xTau? Ar jo pasiskirstymas skiriasi nuo AAV valdymo sąlygos? Ar regioninis signalas vis dar aptinkamas vėlesnio stebėjimo metu? Kaip PET modelis lyginamas su kitais tyrimo metu surinktais matavimais?
Pakartotinis PET skenavimas taip pat padeda apibūdinti stebėjimų laiką. Pradinis skenavimas yra nuoroda į tolesnius matavimus; 3 ir 6 mėnesių nuskaitymai lyginami toje pačioje eksperimentinėje sistemoje. Tokie palyginimai yra informatyviausi, kai vizitų metu standartizuojami įsigijimai, rekonstrukcija, anestezija, žymeklio skyrimas, pasisavinimo intervalas ir kiekybinė analizė.
PET belongs alongside other endpoints. Depending on the study objectives, these may include structural MRI, fluid biomarkers, behavioral or functional measures, and terminal tissue analysis. Histology and microscopy assess cellular pathology and help determine whether regional PET findings correspond to tau-associated tissue changes. The relationship between imaging and tissue findings should be evaluated rather than presumed.
Interpretuojamas [18F]APN-1607 PET signalas
Tau PET ligandas nėra visiškai specifiškas vien todėl, kad jis skirtas surišti tau. Potencialūs signalo šaltiniai yra surišimas ne pagal tikslą, nespecifinis sulaikymas, kraujo tėkmės ar atsekamųjų medžiagų pristatymo skirtumai ir dalinio tūrio poveikis, kurį sukelia ribota PET erdvinė skiriamoji geba. Šie veiksniai yra svarbūs NHP tyrimuose, kur maži anatominiai regionai yra arti veiksmingos vaizdo gavimo sistemos skiriamosios gebos.
Regioninė analizė priklauso nuo tikslaus anatominio apibrėžimo. MRT palaiko PET registraciją ir smegenų suskirstymą, tačiau segmentavimo pasirinkimai, registracijos klaida, judėjimas ir atskaitos regiono pasirinkimas turi įtakos gautoms priemonėms. Dinaminis gavimas pateikia informaciją apie žymeklio kinetiką, nors tinkamas kinetinis modelis priklauso nuo ligando ir turimų įvesties funkcijos arba atskaitos regiono duomenų.
Todėl PET signalas turėtų būti aprašytas naudojant faktiškai analizuojamą metriką, pvz., standartizuotą įsisavinimo vertę (SUV), standartizuotą įsisavinimo vertės santykį (SUVR), surišimo potencialą arba modelio išvestą parametrą. Internetinio seminaro medžiagoje nurodomas 120 minučių trukmės dinaminis gavimas, tačiau nepateikiamas kiekybinis galutinis taškas ar analizės metodas šiuo atveju. Šią informaciją reikėtų patvirtinti tyrimo įraše prieš paskelbiant arba prieš darant kiekybines išvadas.
Ką reprezentuoja AAV tau modelis ir ko ne
AAV tarpininkaujama mutantinio žmogaus tau ekspresija siūlo kontroliuojamą būdą tirti su tau susijusius pokyčius apibrėžtame smegenų regione per planuojamą intervalą. Dėl židinio injekcijos regioninis vaizdavimas ir audinių analizė tampa praktiška, o serijiniai matavimai atliekami pagal tą patį eksperimentinį modelį prieš galutinį surinkimą.
Modelis nėra pilnas Alzheimerio ligos atkūrimas. AD apima amiloido-beta patologiją, tau patologiją, neuronų ir sinapsinius pokyčius, neurouždegimą ir platesnį tinklo lygio poveikį, kuris vystosi daugelį metų. Židinio AAV varomas ekspresijos modelis išskiria pasirinktus tau biologijos aspektus; jis neatkuria visų sporadinio AD pradinių priežasčių, erdvinio progresavimo ar klinikinės eigos. Konkreti AAV konstrukcija, promotorius, ekspresijos lygis, injekcijos koordinatės, valdymo vektorius ir stebėjimo trukmė turi įtakos, į kokį biologinį klausimą modelis gali atsakyti.
Šis skirtumas yra svarbus vertimo žodžiu atveju. PET signalo pokytis indukuotame modelyje gali padėti naudoti vaizdavimą, kad būtų galima sekti apibrėžtą eksperimentinį procesą. Tai savaime neįrodo, kad atsekamoji medžiaga prognozuoja ligos progresavimą žmonėms arba kad sukelta patologija reaguoja į gydymą taip pat, kaip žmogaus AD.
PET derinimas su MRT ir audinių galutiniais taškais
PET ir MRT atsako į skirtingus klausimus. PET suteikia su žymekliu susijusią molekulinę informaciją; MRT suteikia anatominių detalių ir padeda nustatyti dominančias sritis. Modalų derinimas pagerina lokalizaciją ir palaiko regioninę analizę, ypač atliekant longitudinius tyrimus, kai smulkūs pokyčiai lyginami per apsilankymus.
Galutinio audinio analizė išlieka svarbi, kai tyrimui reikalinga ląstelių lokalizacija, biocheminis apibūdinimas arba patologijos patvirtinimas. Praktiniame projekte naudojamas išilginis PET, siekiant nustatyti, kada ir kur įvyksta signalo pokyčiai, tada pasirinktuose galutiniuose taškuose taikomi histologiniai arba molekuliniai tyrimai, siekiant patikrinti biologinį aiškinimą. Šis metodas nepaverčia PET patologijos pakaitalu; jis susieja in vivo laiko eigą su audinių lygio įrodymais.
Šio kombinuoto aiškinimo stiprumas priklauso nuo vaizdavimo ir audinių protokolų suderinimo. Tyrėjai turėtų kartu planuoti PET gavimo grafiką, MRT registraciją, regiono apibrėžimus, žymeklio kokybės kontrolę, audinių surinkimo laiko taškus ir patologijos tyrimus. Kai šie elementai parenkami atskirai, tampa sunku nustatyti, ar vaizdo skirtumas atspindi biologiją, matavimo skirtumus ar mėginių ėmimo neatitikimą.
Vertimo svarba tau nukreiptoms programoms
Išilginis tau PET gali būti naudingas atliekant ikiklinikinius tyrimus, kuriuose įvertinami su liga susiję molekuliniai pokyčiai, palyginamos eksperimentinės intervencijos arba įvertinama, ar modelis palaiko pakartotinius biomarkerio matavimus. Terapinėje programoje vaizdavimas vyksta kartu su tiksliniu įsitraukimu, farmakodinaminiais žymenimis, elgesio ar funkciniais rezultatais ir saugos duomenimis.
NHP nustatymas yra ypač svarbus, kai tyrimui reikia didesnės smegenų regioninės analizės arba kai aklinikinis vaizdasprotokolas pritaikytas neklinikiniam naudojimui. Išlieka tau biologijos, atsekamųjų medžiagų surišimo, metabolizmo ir smegenų anatomijos rūšių skirtumai. Tas pats žymeklis gali veikti skirtingai, atsižvelgiant į modelio sąlygas ir pacientų populiacijas. Todėl norint išversti reikia įrodymų, kad vaizdo gavimo baigtis yra techniškai atkuriama ir biologiškai svarbi numatomam klinikiniam klausimui.
Laikykite tau PET kaip vieną iš biomarkerio strategijos elementų ankstyvoje klinikinėje raidoje. Aiškinant turėtų būti atsižvelgiama į atsekamosios medžiagos surišimo profilį, ligos stadiją, analizuojamus smegenų regionus ir ryšį tarp vaizdavimo ir kitų biologinių žymenų. NHP tyrimas informuoja apie galimybes ir eksperimentinį planą, tačiau jis pats negali nustatyti klinikinės naudos.
Molekulinis vaizdavimas NHP CNS tyrimuose Prisys Biotech
„Prisys Biotech“ internetiniame seminare „tau PET“ buvo pristatyta kaip viena iš jo taikymo krypčiųNHP molekulinis vaizdavimasdirbti. Pavyzdyje buvo sujungtas rezus tau modelis su serijiniu PET ir kontroline sąlyga, parodydamas, kaip vaizdavimas tinka išilginiam CNS tyrimui. Priimant su tyrimu susijusius sprendimus, įskaitant atsekamosios medžiagos parinkimą, skenavimo laiką, vaizdo kiekybinį nustatymą, MRT registraciją ir audinių patvirtinimą, reikia atsižvelgti į biologinį klausimą ir patvirtintą protokolą.
Internetinis seminaras taip pat apėmė kitas molekulinio vaizdo gavimo programas NHP, įskaitantdopamino sistemos vaizdavimas, intranazalinis CNS pristatymas irviso kūno biologinis pasiskirstymas, irAc-225 žmogaus dozės projekcija iš NHP vaizdo. Šiuose pavyzdžiuose naudojami skirtingi žymekliai ir atsakoma į skirtingus klausimus; jų dizainai neturėtų būti laikomi keičiamais.
Išvada
Serijinis tau PET suteikia pakartotinį su žymekliu susieto signalo in vivo vaizdą NHP modelyje. Internetinio seminaro pavyzdyje rezus makakos gavo AAV-2xTau kairiojoje entorinalinėje žievėje, o [18F]APN-1607 PET buvo aprašytas po 3 ir 6 mėnesių stebėjimo, o projekte buvo įtraukti AAV kontroliniai gyvūnai.
Šis atvejis iliustruoja, kaip išilginis vaizdavimas įtraukiamas į tau modelį, tačiau turimas pristatymas nepateikia skaitmeninių duomenų ar pilnų vaizdo analizės metodų. Todėl PET signalas turėtų būti aiškinamas atsižvelgiant į žymeklio specifiškumą, kiekybinį nustatymą, MRT pagrįstą lokalizaciją, kontrolės duomenis ir audinių patvirtinimą. AAV skatinama tau ekspresija taip pat modeliuoja pasirinktus tau biologijos aspektus, o ne visą žmogaus Alzheimerio ligos eigą.
Beckman D, Diniz GB, Ott S ir kt. Laikinas tau patologijos progresavimas ir neurouždegimas Alzheimerio ligos rezus beždžionių modelyje.Alzheimerio liga ir demencija. 2024;20(8):5198-5219. doi: 10.1002/alz.13868.
Dažnai užduodami klausimai
K: Ką tau PET matuoja NHP tyrime?
A: Tau PET matuoja radioaktyviai pažymėto ligando, susieto su tau prisijungimu, pasiskirstymą pagal apibrėžtą vaizdo gavimo protokolą. Jis tiesiogiai neskaičiuoja tau molekulių ir nepakeičia histologinio matavimo. Signalo aiškinimas priklauso nuo atsekamosios medžiagos savybių, gavimo, vaizdo apdorojimo ir galimo surišimo su objektu.
K: Koks buvo išilginis žiniatinklio seminaro tvarkaraštis?
A: Pristatyme parodyta seka nuo pradinės padėties iki tolesnių veiksmų ir aprašytas PET vaizdas praėjus 3 ir 6 mėnesiams po AAV-2xTau pristatymo. Jis nustatė 120 minučių dinaminį gavimą. Šiam straipsniui naudojamoje pristatymo medžiagoje nebuvo nurodytas gyvūnų skaičius, kiekybinės baigtys ir skaitiniai rezultatai.
K: Koks AAV-2xTau vaidmuo modelyje?
A: AAV-2xTau internetiniame seminare aprašomas kaip vektorius, išreiškiantis dvigubą mutantą žmogaus tau, įvedamas į kairę entorininę žievę rezus makakose. Taip sukuriamas kontroliuojamas eksperimentinis pasirinktų su tau susijusių pokyčių modelis. Tai nėra išsamus visų patologinių ir klinikinių Alzheimerio ligos požymių modelis.
K: Kodėl verta derinti PET su MRT ar histologija?
A: MRT palaiko anatominę lokalizaciją ir regioninę analizę. Histologija suteikia ląstelių ir audinių lygio patvirtinimą, kad PET negali išspręsti. Kartu šie metodai padeda susieti išilginį vaizdo signalą su smegenų anatomija ir patologija.
Klausimas: Ar šis modelis gali numatyti tau progresavimą pacientams?
A: Ne savaime. Modelis palaiko eksperimentinio tau vaizdavimo ir pasirinktos su tau susijusios biologijos įvertinimą. Žmogaus prognozavimui reikia atskirai patvirtinti atsekamųjų medžiagų veikimą, biologinių žymenų svarbą ir ryšį tarp vaizdo pokyčių ir klinikinių rezultatų.
