MODEL CEREBRÁLNÍCH VAZOSPAZMŮ A METABOLOMICKÉ MAPOVÁNÍ
Vědecké články | 2017 | Chemické listyInstrumentace
Netraumatické subarachnoidální krvácení (SAK) patří mezi závažné neurologické stavy s vysokou mortalitou (40–50 %) a častým výskytem pozdní cerebrální ischémie (DCI) vyvolané cerebrálními vazospazmy (CV). Časné zachycení CV je klíčové pro zahájení hypertenzní či intervenční léčby a zlepšení neurologického výsledku. Současné zobrazovací a Dopplerovy metody často nepostačují k rané detekci, což zvyšuje potřebu specifických biomarkerů a experimentálních modelů.
Cílem práce bylo vyvinout u dospělých potkanů model CV pomocí intrahypokampální infúze endotelinu-1 (ET-1) a současně sledovat dopady na regionální krevní průtok (RKP) a extracelulární koncentrace klíčových metabolitů. Studie se zaměřila na identifikaci metabolických markerů spojených s ranou fází CV a ischémií.
Experimenty byly provedeny na šedesátidenních potkanech Albino Wistar. Do pravého dorzálního hipokampu byly zasunuty kanyla pro infúzi ET-1 (40 pmol v 1 μl) a mikrodialyzační sonda (cut-off 6 kDa). Rychlost perfúze sondy byla 1 μl·min–1, odběr vzorků po 20 minutách. Regionální průtok byl měřen jehlovou sondou s Dopplerovým průtokoměrem. Jako kontrola sloužil fosfátový pufr.
Infúze ET-1 vedla k poklesu RKP o přibližně 40 % oproti bazální hodnotě. Mikrodialýza odhalila po aplikaci ET-1:
Vytvořený model umožňuje kontrolovanou indukci cerebrálních vazospazmů bez dosažení trvalé ischémie, což je ideální pro testování farmak a vyhledávání biomarkerů. Kombinace MD a cílené HPLC-MS analýzy nabízí citlivé sledování neurochemických změn v reálném čase.
Další výzkum by se mohl věnovat:
Intrahypokampální infúze ET-1 u dospělých potkanů úspěšně modeluje cerebrální vazospazmy s doprovodnými změnami RKP a metabolického profilu odpovídající ranné fázi ischémie. Identifikované neurochemické markery představují potenciál pro včasnou diagnostiku a zpřesnění terapeutických intervencí u pacientů se SAK.
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap, LC/QQQ
ZaměřeníMetabolomika, Klinická analýza
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Netraumatické subarachnoidální krvácení (SAK) patří mezi závažné neurologické stavy s vysokou mortalitou (40–50 %) a častým výskytem pozdní cerebrální ischémie (DCI) vyvolané cerebrálními vazospazmy (CV). Časné zachycení CV je klíčové pro zahájení hypertenzní či intervenční léčby a zlepšení neurologického výsledku. Současné zobrazovací a Dopplerovy metody často nepostačují k rané detekci, což zvyšuje potřebu specifických biomarkerů a experimentálních modelů.
Cíle a přehled studie
Cílem práce bylo vyvinout u dospělých potkanů model CV pomocí intrahypokampální infúze endotelinu-1 (ET-1) a současně sledovat dopady na regionální krevní průtok (RKP) a extracelulární koncentrace klíčových metabolitů. Studie se zaměřila na identifikaci metabolických markerů spojených s ranou fází CV a ischémií.
Použitá metodika
Experimenty byly provedeny na šedesátidenních potkanech Albino Wistar. Do pravého dorzálního hipokampu byly zasunuty kanyla pro infúzi ET-1 (40 pmol v 1 μl) a mikrodialyzační sonda (cut-off 6 kDa). Rychlost perfúze sondy byla 1 μl·min–1, odběr vzorků po 20 minutách. Regionální průtok byl měřen jehlovou sondou s Dopplerovým průtokoměrem. Jako kontrola sloužil fosfátový pufr.
Použitá instrumentace
- Hybridní vysokorozlišovací hmotnostní spektrometr LTQ Orbitrap Velos s UHPLC systémem Acella 600 a autosamplerem.
- Tandemový hmotnostní spektrometr TSQ Vantage (triple quadrupole) spojený s UHPLC pro SRM analýzu.
- UHPLC kolona C18 EVO, 100 × 2,1 mm, 1,7 μm a gradientní eluce acetonitril / 10 mM mravenčan amonný.
- Periferní monitory pro udržení telesné teploty 37 °C.
Hlavní výsledky a diskuse
Infúze ET-1 vedla k poklesu RKP o přibližně 40 % oproti bazální hodnotě. Mikrodialýza odhalila po aplikaci ET-1:
- Signifikantní nárůst glutamátu (↑42 % ve 2. hodině), laktátu (↑246 %) a glycerolu, což indikuje přechod na anaerobní metabolismus a energetický deficit.
- Snížení extracelulárních hladin glukózy, pyruvátu (↓29 %), GABA, aspartátu, taurinu a dalších aminokyselin (-alanin ↓29 %, valin ↓40 %, lysin ↓42 %), což odráží dysregulaci neurotransmiterů při CV.
- Modulace aminokyselin metabolismu oxidu dusnatého (arginin ↓39 %, citrulin ↑95 %), ukazující na změny ve výrobě NO.
- Postupný nárůst zánětlivých a oxidačních markerů (leukotrien B4, prostaglandin E2, 8-izoprostan, NO-tyrosin, O-tyrosin) a masivní akumulaci endogenního ET-1 (8násobný nárůst).
Přínosy a praktické využití metody
Vytvořený model umožňuje kontrolovanou indukci cerebrálních vazospazmů bez dosažení trvalé ischémie, což je ideální pro testování farmak a vyhledávání biomarkerů. Kombinace MD a cílené HPLC-MS analýzy nabízí citlivé sledování neurochemických změn v reálném čase.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další výzkum by se mohl věnovat:
- Optimalizaci dávkování ET-1 a lokalizaci infúze pro různé oblasti mozku.
- Integraci multimodálního monitorování (oxymetrie, elektrofyziologie) pro komplexní hodnocení CV.
- Rozvoji automatizovaných MD analyzátorů s online sledováním markerů ischémie.
- Testování nových spasmolytik a protizánětlivých látek v navrženém modelu.
Závěr
Intrahypokampální infúze ET-1 u dospělých potkanů úspěšně modeluje cerebrální vazospazmy s doprovodnými změnami RKP a metabolického profilu odpovídající ranné fázi ischémie. Identifikované neurochemické markery představují potenciál pro včasnou diagnostiku a zpřesnění terapeutických intervencí u pacientů se SAK.
Reference
- Feigin V. L., Lawes C. M., Bennett D. A., Barker-Collo S. L., Parag V.: Lancet Neurol. 8, 355 (2009).
- Lin C. L., Dumont A. S., Zhang J. H., Zuccarello M., Muroi C.: BioMed Res. Int. 2014, 1.
- Connolly E. S. Jr, Rabinstein A. A., Carhuapoma J. R., Derdeyn C. P., Dion J., Higashida R. T., Hoh B. L., Kirkness C. J., Naidech A. M., Ogilvy C. S., Patel A. B., Thompson B. G., Vespa P.: Stroke 43, 1711 (2012).
- Hansen-Schwartz J., Ansar S., Edvinsson L.: Front. Biosci. 13, 2160 (2008).
- Hansen-Schwartz J., Hoel N. L., Zhou M., Xu C. B., Svendgaard N. A., Edvinsson L.: Neurosurgery. 52, 1188 (2003).
- Goodman J. C., Robertson C. S.: Curr. Opin. Crit. Care. 15, 110 (2009).
- Skjøth-Rasmussen J., Schulz M., Kristensen S. R., Bjerre P.: J. Neurosurg. 100, 8 (2004).
- Bogaert L., Scheller D., Moonen J., Sarre S., Smoders I., Ebinger G., Michotte Y.: Brain. Res. 887, 266 (2000).
- Tsenov G., Mátéffyová A., Mares P., Otáhal J., Kubová H.: Epilepsia 48 (Suppl 5), 7 (2007).
- Tsenov G., Vondráková K., Otáhal J., Burchfiel J., Kubová H.: Exp. Neurol. 265, 40 (2015).
- Vondráková K., Pošusta A., Valeš K., Kubová H., Tsenov G., Kačer P.: J. Chromatogr. A, zasláno k publikaci.
- Paxinos G., Watson C.: The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates, Academic Press 1998.
- Coyle P.: Exp. Neurol. 52, 447 (1976).
- Choi D. W., Rothman S. M.: Annu. Rev. Neurosci. 13, 171 (1990).
- Benveniste H., Drejer J., Schousboe A., Diemer N. H.: J. Neurochem. 43, 1369 (1984).
- Nilsson O. G., Brandt L., Ungerstedt U., Säveland H.: Neurosurgery. 45, 1176 (1999).
- Filloux F., Townsend J.: J. Exp. Neurol. 119, 79 (1993).
- Pluta R. M.: Pharmacol. Ther. 105, 23 (2005).
- Suhardja A.: Nat. Clin. Pract. Cardiovasc. Med. 1, 110 (2004).
- Hejčl A., Cihlář F., Smolka V., Vachata P., Bartoš R., Procházka J., Cihlář J., Sameš M.: J. Neurosurg., zasláno k publikaci.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
MIKRODIALÝZA A HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE JAKO KLÍČ K MONITOROVÁNÍ METABOLITŮ V NEZRALÉM MOZKU
2017|Thermo Fisher Scientific|Vědecké články
Chem. Listy 111, 6669(2017) Laboratorní přístroje a postupy způsobené vývojové komplikace projevující se kognitivním deficitem9. Dlouhodobé negativní ovlivnění vývoje CNS a jeho důsledky pro další život postiženého jedince dokumentuje celá řada prací. Výsledky klinických studií jsou ovšem vysoce variabilní, ovlivněné…
Klíčová slova
pro, propostupy, postupymetabolitů, metabolitůmozku, mozkumikrodialýza, mikrodialýzazvířat, zvířatmetabolit, metabolitlaboratorní, laboratornípřístroje, přístrojebyly, bylymetodika, metodikaartificiálního, artificiálníhoaspartát, aspartátnezralém, nezralémglutamát
NOVÁ METODA PRO IN VIVO MONITOROVÁNÍ MOLEKULÁRNÍ PODSTATY ZÁVISLOSTI NA DROGÁCH
2016|Thermo Fisher Scientific|Vědecké články
Chem. Listy 110, 935939(2016) Laboratorní přístroje a postupy NOVÁ METODA PRO IN VIVO MONITOROVÁNÍ MOLEKULÁRNÍ PODSTATY ZÁVISLOSTI NA DROGÁCH Experimentální část Chemikálie Všechny chemikálie a činidla byla komerčního původu: 3-hydroxytyramin hydrochlorid (= dopamin hydrochlorid; = DA.HCl, čistota ≥ 99,0 %);…
Klíčová slova
byla, bylalaboratorní, laboratornípostupy, postupypřístroje, přístrojedopac, dopacpro, prohva, hvavivo, vivomonitorování, monitorováníionizace, ionizaceprenatální, prenatálnídetekci, detekciesi, esizkoumající, zkoumajícíaccumbens
HPST ChromAtoMol #5 - časopis nejen pro analytické laboratoře
2016|Agilent Technologies|Ostatní
1 ChromAtoMol #5 časopis nejen pro analytické laboratoře Co byste si přáli najít pod stromečkem? CE HPLC GC*FTIR UV-VIS*AAS LC/MS*UHPLC ICP-MS*GC/MS MP-AES*ICP-OES GEN ***** *** * ChromAtoMol časopis nejen pro analytické laboratoře číslo 5 vychází zdarma a nepravidelně Vydavatel: HPST,…
Klíčová slova
pro, proclearseq, clearseqseahorse, seahorseměření, měřenínebo, nebojsou, jsouspecialista, specialistabuněk, buněkprvní, prvnístanovení, stanovenívzorku, vzorkujako, jakonanočástic, nanočásticmetanefrinů, metanefrinůmitochondriální
BIOMINERALIZACE SRDEČNÍCH CHLOPNÍ
2013|Thermo Fisher Scientific|Vědecké články
Chem. Listy 107, 5457(2013) Laboratorní přístroje a postupy LABORATORNÍ PŘÍSTROJE A POSTUPY zaci srdečních chlopní podílí nadměrný přísun fluoru a fluoridů. Nejčastěji se fluor a jeho sloučeniny dostávají do lidského organismu konzumací léků obsahujících fluor a také z okolního prostředí,…
Klíčová slova
postupy, postupyproteinů, proteinůvzniku, vznikuaortální, aortálníchlopní, chlopnílaboratorní, laboratornípřístroje, přístroještěpení, štěpeníbyly, bylycardial, cardiallaminin, lamininsrdečních, srdečníchstenózy, stenózyperiostin, periostinpodílí