Trong các nghiên cứu tiền lâm sàng của bệnh tiểu đường loại 1 (T1D) , đo chính xác lượng đường trong máu và đánh giá khối lượng tế bào beta là rất quan trọng để hiểu được tiến triển của bệnh và hiệu quả điều trị. Hai số liệu này cùng nhau cung cấp những hiểu biết bổ sung: đường huyết phản ánh kết quả chức năng của việc mất tế bào beta, trong khi đánh giá khối lượng tế bào beta cho thấy những thay đổi về mặt giải phẫu và tế bào tiềm ẩn bệnh tiểu đường. Tại Hkeybio, chuyên gia về mô hình bệnh tự miễn, chúng tôi nhấn mạnh các chiến lược giám sát nghiêm ngặt và có thể lặp lại để đảm bảo dữ liệu đáng tin cậy từ các mô hình T1D giúp đẩy nhanh quá trình phát triển thuốc.
Tại sao các chỉ số về đường huyết và khối lượng tế bào Beta được kết hợp với nhau?
Glucose như một chỉ số chức năng; Khối lượng tế bào Beta là chất nền giải phẫu và chức năng
Đo đường huyết đóng vai trò là chỉ số trực tiếp về chức năng điều hòa lượng đường trong cơ thể và bài tiết insulin. Nồng độ glucose tăng cao cho thấy sản xuất insulin không đủ, thường gây ra bởi sự phá hủy tự miễn dịch của tế bào beta tuyến tụy. Tuy nhiên, chỉ riêng đường huyết không thể phân biệt giữa rối loạn chức năng tế bào beta sớm và mất tế bào hoàn toàn.
Định lượng khối lượng tế bào beta bổ sung cho dữ liệu glucose bằng cách đưa ra đánh giá giải phẫu về quần thể tế bào sản xuất insulin. Những thay đổi về khối lượng tế bào beta có thể xảy ra trước hoặc sau sự thay đổi nồng độ glucose, làm nổi bật các giai đoạn của bệnh từ viêm đảo tụy và căng thẳng tế bào beta đến bệnh tiểu đường rõ ràng.
Cùng với nhau, các phép đo kết hợp này cung cấp một bức tranh toàn diện về sự tiến triển của T1D, cung cấp thông tin về thời gian điều trị và đánh giá hiệu quả trong các mô hình tiền lâm sàng.
Việc kết hợp cả hai biện pháp cũng có thể hỗ trợ xác định các giai đoạn bệnh cận lâm sàng, khi khối lượng tế bào beta bắt đầu giảm nhưng lượng glucose vẫn ở mức bình thường. Khoảng thời gian phát hiện sớm này rất quan trọng để thử nghiệm các liệu pháp phòng ngừa nhằm ngăn chặn hoặc làm chậm quá trình phá hủy tế bào beta trước khi biểu hiện tăng đường huyết.
Phương pháp tốt nhất để đo lượng đường trong máu ở chuột
Phương pháp lấy mẫu: Chích đuôi và tĩnh mạch hiển
Các kỹ thuật lấy mẫu phổ biến để đo đường huyết của chuột bao gồm chích tĩnh mạch đuôi và chọc tĩnh mạch hiển. Việc chích đuôi được sử dụng rộng rãi do dễ dàng và ít gây căng thẳng, cho phép theo dõi thường xuyên. Lấy mẫu hiển vi, mặc dù xâm lấn hơn một chút, nhưng cung cấp thể tích mẫu lớn hơn phù hợp cho nhiều xét nghiệm.
Việc chọn một địa điểm lấy mẫu nhất quán trong một nghiên cứu là điều cần thiết để giảm sự biến đổi. Ngoài ra, đào tạo nhân viên để giảm thiểu căng thẳng khi xử lý có thể ngăn ngừa tình trạng tăng đường huyết do căng thẳng gây ra và làm sai lệch kết quả.
Nhịn ăn so với đo lượng đường ngẫu nhiên và ngưỡng bệnh tiểu đường
Đo đường huyết lúc đói—thường là sau 6 giờ nhịn ăn—đưa ra các điều kiện tiêu chuẩn hóa, giảm thiểu ảnh hưởng của chế độ ăn uống lên mức đường huyết. Việc lấy mẫu glucose ngẫu nhiên phản ánh những biến động sinh lý và có thể nắm bắt tốt hơn các giai đoạn tăng đường huyết.
Ở chuột NOD, khởi phát bệnh tiểu đường thường được xác định là hai lần đo đường huyết liên tiếp trên 250 mg/dL (13,9 mmol/L) khi đói hoặc ngẫu nhiên 300 mg/dL (16,7 mmol/L). Việc thiết lập và tuân thủ các ngưỡng phù hợp với mô hình và thiết kế nghiên cứu sẽ nâng cao khả năng so sánh dữ liệu.
Tần suất theo dõi thường xuyên—hàng tuần hoặc hai tuần một lần—có thể cải thiện việc phát hiện các mô hình khởi phát và tiến triển của bệnh.
Xét nghiệm và giải thích dung nạp glucose
Các xét nghiệm dung nạp glucose (GTT) đánh giá mức độ hiệu quả của động vật trong việc loại bỏ lượng glucose ngoại sinh, cung cấp thông tin động về chức năng tế bào beta và độ nhạy insulin. GTT trong phúc mạc là tiêu chuẩn ở chuột, với lượng glucose được đo lúc ban đầu và nhiều khoảng thời gian sau khi tiêm.
Việc giải thích dữ liệu GTT yêu cầu xem xét cả đường cong sai lệch glucose và các chỉ số được tính toán như diện tích dưới đường cong (AUC). Những xét nghiệm này bổ sung cho phép đo lượng glucose tĩnh, phát hiện những suy giảm chức năng tinh tế trước khi tăng đường huyết rõ rệt.
Ngoài ra, các xét nghiệm dung nạp insulin (ITT) có thể được tiến hành để đánh giá độ nhạy insulin ngoại biên, giúp phân biệt tình trạng kháng insulin với suy tế bào beta.
Các phương pháp không xâm lấn và xâm lấn để đánh giá khối lượng và chức năng tế bào Beta
Chuột phóng viên, máy theo dõi PET và định lượng mô học
Để đánh giá khối lượng tế bào beta, các nhà nghiên cứu sử dụng một số phương pháp:
Chuột phóng viên: Chuột biến đổi gen biểu hiện các phóng viên huỳnh quang hoặc phát quang sinh học dưới sự kiểm soát của chất kích thích insulin cho phép chụp ảnh theo chiều dọc, không xâm lấn về khối lượng tế bào beta và khả năng sống sót. Những mô hình này cho phép thực hiện các biện pháp lặp lại ở cùng một loài động vật, làm giảm tính biến đổi.
Chụp ảnh PET: Chụp cắt lớp phát xạ Positron (PET) sử dụng chất đánh dấu đặc hiệu tế bào beta cung cấp hình ảnh chức năng in vivo, mặc dù độ phân giải không gian hạn chế và chi phí cao. Hình ảnh PET có thể theo dõi sự thay đổi khối lượng tế bào beta theo thời gian mà không cần đến cái chết êm dịu.
Mô học: Tiêu chuẩn vàng bao gồm việc cắt mô tuyến tụy và nhuộm miễn dịch insulin, sau đó là phép đo hình thái định lượng để xác định diện tích tế bào beta so với tổng tuyến tụy. Mặc dù là thiết bị đầu cuối nhưng phương pháp này cung cấp độ phân giải cao và chi tiết di động.
Ưu, nhược điểm và giới hạn độ nhạy để phát hiện sớm
Hệ thống báo cáo không xâm lấn cho phép đo lặp lại theo thời gian nhưng có thể bị giới hạn bởi độ nhạy và độ đặc hiệu của tín hiệu. Hình ảnh PET cung cấp hình ảnh toàn bộ cơ quan nhưng thiếu độ phân giải tế bào đơn lẻ và liên quan đến việc tiếp xúc với bức xạ.
Các phương pháp mô học cung cấp thông tin tế bào chi tiết nhưng tốn nhiều công sức và giai đoạn cuối. Mất tế bào beta sớm có thể giảm xuống dưới ngưỡng phát hiện đối với một số phương thức, nêu bật tầm quan trọng của việc kết hợp các phương pháp tiếp cận và tối ưu hóa độ nhạy.
Kết hợp hình ảnh với các phép đo glucose chức năng giúp củng cố việc giải thích sức khỏe tế bào beta và tiến triển của bệnh tiểu đường.
Liên kết các thay đổi theo chiều dọc của glucose với động học của tế bào Beta
Thiết kế các mốc thời gian và phân tích mối tương quan
Thiết kế nghiên cứu theo chiều dọc nên bao gồm theo dõi glucose thường xuyên cùng với việc đánh giá khối lượng tế bào beta theo kế hoạch ở các giai đoạn bệnh chính (ví dụ: tiền viêm tụy, khởi phát, tiến triển). Điều này cho phép phân tích mối tương quan giữa sự thay đổi chức năng của glucose và động lực học của tế bào beta giải phẫu.
Các mô hình thống kê có thể đánh giá các mối quan hệ thời gian, giúp phân biệt những thay đổi nguyên nhân và hậu quả và tinh chỉnh các cửa sổ trị liệu.
Khi khả thi, việc ghép nối các phép đo chức năng và giải phẫu ở cùng một loài động vật sẽ cải thiện sức mạnh dữ liệu và giảm sự biến đổi giữa các loài động vật.
Đề xuất báo cáo và chuẩn hóa dữ liệu
Việc chuẩn hóa dữ liệu glucose về giá trị cơ bản hoặc giá trị kiểm soát giúp cải thiện khả năng so sánh giữa các đối tượng. Báo cáo mức đường huyết tuyệt đối cùng với những thay đổi tương đối mang lại sự rõ ràng. Đối với khối lượng tế bào beta, việc trình bày cả diện tích tuyệt đối và tỷ lệ phần trăm của tổng số tuyến tụy sẽ giúp cải thiện khả năng giải thích.
Trình bày dữ liệu được tiêu chuẩn hóa và tuân thủ các nguyên tắc như ARRIVE cải thiện khả năng tái tạo và so sánh giữa các nghiên cứu.
Tài liệu rõ ràng về các biến số thử nghiệm như tuổi, giới tính, tình trạng nhịn ăn và thời gian lấy mẫu giúp tăng cường tính minh bạch.
Cạm bẫy và nguồn gốc của sự thay đổi trong phép đo lượng đường trong máu và tế bào Beta
Sự khác biệt về chủng loại, giới tính, nhà ở và các yếu tố sinh học
Nền tảng di truyền ảnh hưởng đến chuyển hóa glucose và khả năng mắc bệnh tiểu đường; Chuột NOD và các mô hình T1D khác có thể khác nhau về lượng đường cơ bản và tiến triển bệnh. Sự khác biệt về giới tính, với nữ giới thường có tỷ lệ mắc bệnh tiểu đường cao hơn, tác động đến việc giải thích dữ liệu.
Các yếu tố môi trường như nhiệt độ chuồng trại, thành phần khẩu phần ăn và nhịp sinh học ảnh hưởng đến việc điều hòa glucose và phải được kiểm soát. Việc kiểm tra vào những thời điểm nhất quán làm giảm sự biến đổi.
Việc tính toán các biến này thông qua phân tích phân tầng có thể cải thiện độ tin cậy của dữ liệu.
Sự biến đổi của xét nghiệm và những cân nhắc kỹ thuật
Máy đo và dải đo đường huyết có độ chính xác và độ nhạy khác nhau. Hiệu chuẩn và xác nhận dựa trên các xét nghiệm trong phòng thí nghiệm đảm bảo độ tin cậy. Xử lý mẫu, căng thẳng do xử lý và thời gian nhịn ăn không nhất quán cũng góp phần tạo ra sự biến đổi.
Định lượng tế bào beta mô học có thể mang tính chủ quan; phân tích hình ảnh tự động và chấm điểm mù giảm thiểu sai lệch.
Việc sao chép và kiểm soát tích cực/tiêu cực giúp xác định các thành phần xét nghiệm và tăng độ tin cậy.
Phần kết luận
Việc đo lượng đường trong máu và khối lượng tế bào beta đáng tin cậy là nền tảng cho nghiên cứu T1D tiền lâm sàng. Việc kết hợp các xét nghiệm glucose chức năng với đánh giá tế bào beta giải phẫu mang lại sự hiểu biết toàn diện về cơ chế gây bệnh và tác động điều trị.
Tại Hkeybio, chúng tôi tích hợp các phương pháp hay nhất trong việc thu thập mẫu, lựa chọn xét nghiệm và phân tích dữ liệu để mang lại kết quả có thể tái tạo, chất lượng cao, hỗ trợ quá trình phát triển thuốc. Các nhà nghiên cứu được khuyến khích chuẩn hóa các quy trình, xem xét sự biến đổi sinh học và kỹ thuật, đồng thời sử dụng các chiến lược giám sát đa phương thức.
Để được hướng dẫn và hỗ trợ chi tiết trong nghiên cứu mô hình T1D của bạn, vui lòng hãy liên hệ với Hkeybio ngay hôm nay.
