29 января 2013

Индивидуальность тест-объекта

Индивидуальность тест-объекта приводит к целому ряду затруднений при регистрации его характеристик, интерпретации данных, выявления их соответствия определенным ветвям древа биологических активностей и определения особенностей применения тестируемых ХС в медицине.

Представим некоторые следствия индивидуальности тест-объекта, сказывающиеся на конечных результатах:

А. Плохая воспроизводимость значений данного параметра (Р) или его изменений
Б. Невоспроизводимость сочетаний значений разных параметров Г. Измеряемая величина отражает усредненную характеристику гетерогенного ан­самбля микрообъектов (клеток), сильно отличающихся от индивидуальных
В. Трудность учета отличий реакций тест-объекта in vitro от реакций in vivo

Д. Трудность соотнесения получаемых данных с конкретной индивидуальной ситуацией в клинике (или вообще в природе, так как биоценоз также индивидуален)

Рассмотрим, а точнее, конспективно перечислим те методические подходы преодоления трудностей, которые возможны для каждой ситуации.

Ситуация А:

  1. стандартизация исходного объекта: стандартизация условий содержания животных, использование контрольных карт состояний (отбраковка животных с картами, для которых отклонения согласно карте превышают определенную величину). То же для культивируемых суспензий. Стандартизация условий получения и культивации тест-объекта;
  2. выбор наиболее щадящих условий выделения и инкубации тест-объекта;
  3. использование дополнительных (экстремальных) воздействий, переводящих тест-объект в заданное состояние («прижимание к потолку» биохимических и физиологических возможностей;
  4. введение безразмерных параметров, нормированных относительно аналогичных параметров нормы.

Ситуация Б:

  1. введение естественных параметров типа модуля упругости, проницаемости ионов, минимальным образом зависящих от индивидуальности тест-объекта;
  2. использование полного набора параметров, описывающих свойство. Проведение комплексных измерений (многопараметричность: параметры из разных семейств, отражающие одно и то же свойство);
  3. достаточно полный охват семейств параметров для выявления реализуемых состояний;
  4. динамическое определение параметров с коррекцией в ходе эксперимента;
  5. построение многопараметрического индивидуального образа тест-объекта и его поведения при действии вещества в зависимости от дозы D и времени t: получение совокупности f(D, t), анализ семейства f(D, t) математическими методами.

Ситуация В:

  1. использование эпиморфного объекта, который in vivo соответствует детальному виду искомой активности (например, лейкозные клетки человека при поиске антилейкозных средств);
  2. определение возможных (основных) состояний тест-объекта и подходов типа (Б5), оценка их соответствия объекту in vivo. Подбирается одно из состояний тест-объекта, оптимально соответствующее состоянию объекта;
  3. учет расчетным путем значения и характера влияния различий ситуации in vivo и in vitro. Проведение специальных исследований, выясняющих значение высших уровней регуляции для реакции тест-объекта на ХС (например, межклеточных контактов).

Ситуация Г:

  1. использование методов препаративной цитологии;
  2. использование статистических методов с индивидуальным разовым измерением;
  3. микроскопическая регистрация в динамическом режиме;
  4. сочетание подходов препаративной цитологии, микроскопических методов в динамическом режиме для работы с максимально гетерогенными объектами.

Ситуация Д:

  1. определение значимых для терапии данным ХС параметров больного;
  2. определение общих естественных и существенных для терапии параметров данного больного;
  3. установление соответствия между особенностями реакции организма человека и закономерностями реакции БТО путем построения многомерных образов и применения теории распознавания образов;
  4. выбор оптимального БТО на основе знаний о молекулярно-клеточной основе патологии данного больного и о молекулярноклеточном механизме действия лекарственного препарата.

Таким образом, особенности функционирования подсистемы, в которой используются живые БТО, обусловливают определенные требования к измерениям: измерение параметров, непосредственно описывающих характеристику тест-объекта; измерение комплекса параметров, дающих полное описание набора основных характеристик (т. е. определяющих состояние объекта); использование режимов наблюдения с оперативной обратной связью; применение макро- и микроскопических методов наблюдения в динамическом режиме.

Все эти требования следует рассматривать как желательные; их реализация может быть ограничена техническими возможностями и экономической целесообразностью. Например, первое и второе требования могут приводить к слишком сложным и дорогим методам, что делает необходимым поиск компромисса.

Обычно его удается находить на путях гибридизации этой части системы класcификации с обычной исследовательской (экспериментальной) системой, когда в первой представлены более высокопроизводительные и дешевые методы, а трудоемкие и дорогие, полнее удовлетворяющие первому и второму требованиям, работают в обычном исследовательском режиме.

Образуемая за счет такой «гибридизации» комплексная система подобна ступенчатой пирамиде; первую ступень составляют индикаторные методы автоматизированной классификации: они пропускают большой поток веществ, второй, третий этапы работают со все меньшим числом тестируемых ХС, фильтруемых предыдущими ступенями.

«Биологически активные вещества»,
Г.М.Баренбойм, А.Г.Маленков



Все тестируемые ХС проходят регистрацию и определение степени новизны, а также прогностическое установление типа потенциальной биологической (фармакологической) активности расчетными методами структурно-информационного анализа. На этом основании для веществ с невысокими значениями Q, L и М определяется та выборка тестов, через которую они должны пройти. В ряде случаев эта выборка определяется по формализованным правилам, в большинстве случаев…

В итоговом документе («Биологический паспорт»), который формируется по итогам классификации данного ХС в автоматизированной системе, излагаются цели испытаний, а также следующие сведения о тестированном ХС: исходная информация о ХС (структурная и брутто-формула, физико-химические характеристики, организация-производитель, исходное назначение); номер регистрации; степень подлинности (соответствие структур, чистота); результаты испытаний с использованием расчетных методов; оценка биологической активности и токсичных…

Можно представить схему, изображенную на рисунке ниже, в более сжатой конспективной форме, развернув все события вдоль оси времени. Смотрите рисунок — Генеральная конфигурация системы классификации ХС Такая линейная развертка событий представлена на рисунке ниже, а комментарий к ней содержится в таблице, которую можно рассматривать как расширенную подпись к этому рисунку. Смотрите рисунок — Последовательность основных…

Вся работа системы проводится в интерактивном режиме: специфика работы с биологическим тест-объектом такова, что весьма высока вероятность его отклонения от стандарта в процессе подготовки эксперимента, резкого изменения его состояния или даже гибели в процессе эксперимента и т. д. Возможны ситуации, когда результаты тестирования ХС по одной методике могут привести к изменению всего порядка последующих испытаний…

Карта информационной биотехнологии и технических средств (часть 6)

Блок 9. классификация ХС по ихспособности сенсибилизировать биологические объекты к действию Функциональное назначение Определить изменение чувствительности биологических объектов при действии на них ХС по отношению к стандартному физическому фактору (нагревание, световое облучение и другие факторы в зависимости от задачи). Знание таких характеристик позволяет: 1) прогнозировать результат комбинированного действия ХС и физфактора; 2) выявить действие ХС,…