Enfocándose en el cerebro no saludable para acelerar el descubrimiento de fármacos
Badri Roysam, profesor de la Universidad de Houston Hugh Roy y Lillie Cranz Cullen University y catedrático de Ingeniería Eléctrica e Informática y NIH están acelerando el proceso de desarrollo de fármacos para enfermedades cerebrales y conmociones cerebrales. Crédito: Universidad de Houston
Aunque se registran 40 millones de conmociones cerebrales anualmente, no existe un tratamiento eficaz para ellas ni para muchas otras enfermedades relacionadas con el cerebro. En colaboración con Dragan Maric de los Institutos Nacionales de Salud, Badri Roysam, profesor de la Universidad Hugh Roy y Lillie Cranz Cullen y catedrático de Ingeniería Eléctrica e Informática, y su equipo están trabajando para acelerar el desarrollo de fármacos para tratar enfermedades y lesiones cerebrales como la conmoción cerebral por desarrollando nuevas herramientas.
«Estamos interesados en mapear y perfilar el tejido cerebral no saludable y tratado con drogas con un detalle sin precedentes para revelar múltiples procesos biológicos a la vez en contexto», dijo Roysam sobre su último artículo publicado en Nature Communications. «Esto requiere la capacidad de registrar imágenes de alta resolución del tejido cerebral que cubran un panel integral de biomarcadores moleculares, en una gran extensión espacial, por ejemplo, cortes de todo el cerebro, y la capacidad automatizada de generar lecturas cuantitativas de la expresión de biomarcadores para todas las células».
En el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares, Maric desarrolló la innovadora técnica de imágenes que se puede implementar fácilmente para un uso generalizado con el potencial de transformar los estudios cerebrales que requieren perfiles celulares integrales a partir de cortes individuales y en serie de tejido cerebral. . El laboratorio de Roysam desarrolló los métodos de análisis de imágenes computacionales basados en redes neuronales profundas. El sistema de Roysam analiza las imágenes en la supercomputadora UH automáticamente y puede revelar múltiples procesos a la vez: la lesión cerebral, los efectos del fármaco que se está probando y los posibles efectos secundarios del fármaco.
«En comparación con las técnicas de detección existentes, el uso de Con inmunotinción iterativa y análisis computacional, nuestros métodos son más flexibles, escalables y eficientes, lo que permite el análisis computacional y de imágenes multiplex de hasta 10100 biomarcadores diferentes de interés al mismo tiempo utilizando protocolos de inmunotinción IHC directos o indirectos», informa Roysam. El nuevo conjunto de herramientas utiliza ciclos repetidos de inmunotinción optimizada de 10 plex con imágenes de epifluorescencia de 10 colores para acumular conjuntos de datos de imágenes altamente enriquecidos de cortes individuales de todo el cerebro, a partir de los cuales se reconstruyen y analizan mosaicos con señal corregida sin interrupciones.
Esto da paso a un desarrollo de fármacos más rápido. «Presentamos un método directo que genera lecturas para un panel integral de biomarcadores a partir de cortes seriales de cerebro completo, que caracterizan todos los principales tipos de células cerebrales, a escalas que van desde compartimentos subcelulares, células individuales, nichos multicelulares locales, hasta regiones de todo el cerebro. de cada corte», dijo Roysam.
El enfoque del conjunto de herramientas de código abierto también se puede adaptar a otros tejidos. Su desarrollo puede acelerar los estudios orientados a sistemas al proporcionar perfiles cuantitativos de todos los actores moleculares y celulares a la vez, en su contexto espacial detallado.
«Estamos superando de manera eficiente las limitaciones de la señal de fluorescencia y logrando resultados altamente enriquecidos y de alta calidad». -imágenes de origen de calidad para una puntuación automatizada confiable a escala. Nuestro objetivo es acelerar los estudios a nivel de sistema de cerebros normales y patológicos, y los estudios preclínicos de medicamentos al permitir que los efectos de medicamentos específicos y no específicos se perfilen simultáneamente, en contexto, en la escala celular», dijo Roysam.
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Orientación a nuevos tratamientos para las conmociones cerebrales mediante la transformación de la patología cerebral Más información: Dragan Maric et al. Kit de herramientas de mapeo de tejidos de todo el cerebro que utiliza imágenes de inmunofluorescencia altamente multiplexadas a gran escala y redes neuronales profundas, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-21735-x Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por la Universidad de Houston Cita: Centrarse en el cerebro enfermo para acelerar el descubrimiento de fármacos (2021, 22 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-focusing-unhealthy-brain-drug-discovery.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.