м. н. М. М. Галагудза
- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Роль эксперимента в современной медицине. Подходы к моделированию патологических процессов презентация
Содержание
- 1. Роль эксперимента в современной медицине. Подходы к моделированию патологических процессов
- 2. Животные используются для моделирования и изучения патологических
- 3. Трансляционный цикл: от научного открытия к лечебной технологии и обратно Клиническая проблема Оптимизация
- 4. Роберт Кох (1843-1910) Выделение возбудителей туберкулеза
- 5. Фредерик Бантинг (1891-1941), Чарльз Бест (1899-1978)
- 6. Кристиан Барнард (1922-2001) Трансплантация сердца (1967)
- 7. Аппарат искусственного кровообращения (1937) John Gibbon
- 8. Важнейшие экспериментальные модели (1) 4. Изолированные органы
- 9. 5. Эксперименты in vivo на наркотизированных животных Важнейшие экспериментальные модели (2)
- 10. Двигательная активность Артериальное давление Температура
- 11. Как создать модель заболевания у животного? Хирургические
- 12. Гарри Гольдблат
- 13. Хирургическая модель инфаркта миокарда у крыс Анатомическое
- 14. Оценка размера инфаркта дифференциальным индикаторным методом Контроль
- 15. МРТ (9.4 Tл) изображения сердца мыши (шкала = 1 мм)
- 16. Дуга аорты с лигатурами, подведенными под tr.
- 17. Атеросклероз: ApoE -/- hApoB Tg LDLr -/-
- 18. Примеры моделей заболеваний вызванных специфическими химическими факторами
- 19. Основные лабораторные животные Лягушка Мышь Крыса Морская
- 20. Наиболее часто используются мыши; Вместе с
- 21. Создание трансгенных мышей Оплодотворенная яйцеклетка с женским и мужским пронуклеусом
- 22. Фенотипические изменения у нокаутных мышей Гибель
- 24. Персонал питомника Мыши-аватары Malaney et al., Cancer Letters 344:1-12, 2014
- 25. Персонал питомника Мыши-аватары Malaney et al., Cancer Letters 344:1-12, 2014
- 26. Персонал питомника Коммерциализация
- 27. Персонал питомника Концепция ко-клинических исследований Nardella et al., Cancer Discovery 1(2):108-16, 2011
- 28. «Прозрачная» лягушка для неинвазивного наблюдения внутренних органов и сосудов
- 29. Ob/ob нокаутная мышь с дефицитом лептина (слева) и здоровая мышь (справа)
- 30. «Зеленые» мыши, экспрессирующие зеленый флуоресцирующий белок
- 31. «Голая» мышь с иммунодефицитом и агенезией тимуса (Foxn1 нокаут)
- 32. Нарушения развития у мыши, лишенной гена матриксной
- 33. Мышь с раком молочной железы (вирус Bittner)
- 34. Экспериментальная хирургия, в особенности кардиохирургия, трансплантология, эндоваскулярная
- 35. Персонал питомника Операционная для крупных лабораторных животных
- 36. Скрининг биологической активности, токсичности и мутагенности соединений
- 37. Оборудование для содержания рыб
- 38. ZebraLab – программно-аппаратный комплекс для изучения поведенческих реакций у рыб
- 39. Сравнительно-эволюционный метод: исследование воспаления у животных разных эволюционных классов Птицы Млекопитающие Простейшие Гидра Амфибии Рептилии
- 40. Условия проведения эксперимента на животных Правильный выбор
- 41. Вариабельность коронарного коллатерального кровотока у различных представителей млекопитающих
- 42. Регенерация миокарда у разных видов животных Данио (Danio rerio) Тритон (Notophthalmus viridescens) Млекопитающие (Mus musculus)
- 43. Что должно быть стандартизировано? Генетический фон: -
- 44. Влияние различных параметров на результат эксперимента Корм
- 45. Компоненты качества лабораторных животных
- 46. Работа в барьерном виварии для SPF животных Операционная Комната содержания крыс
- 47. Мыши – 17 000 Крысы –
- 48. Стимулы для появления новых знаний в биологии
- 49. Феномен прекондиционирования миокарда: история открытия Протокол
- 50. Гипотеза Объяснение механизма прекондиционирования: формирование гипотезы
- 51. Недостаток современной парадигмы исследований, основанной на формулировке
- 52. Пример использования массивов данных для получения новых
- 53. Гуманизм или рационализм?
Животные используются для моделирования и изучения патологических процессов и болезней (этиология и патогенез многих заболеваний остаются неизвестными) Экспериментальная терапия (новые лекарства) Изучение роли отдельных генов и белков в механизмах развития заболеваний
Слайд 1Роль эксперимента в современной медицине. Подходы к моделированию патологических процессов
Санкт-Петербург, 04.09.2017
Д.
Слайд 2Животные используются для моделирования и изучения патологических процессов и болезней (этиология
и патогенез многих заболеваний остаются неизвестными)
Экспериментальная терапия (новые лекарства)
Изучение роли отдельных генов и белков в механизмах развития заболеваний
Меньшая продолжительность жизни у животных позволяет изучать патологию в течение всей жизни
Экспериментальная терапия (новые лекарства)
Изучение роли отдельных генов и белков в механизмах развития заболеваний
Меньшая продолжительность жизни у животных позволяет изучать патологию в течение всей жизни
Что дают эксперименты на животных современной клинической медицине?
Слайд 3Трансляционный цикл: от научного открытия к лечебной технологии и обратно
Клиническая
проблема
Оптимизация
Слайд 4Роберт Кох (1843-1910)
Выделение возбудителей туберкулеза и сибирской язвы (1882)
Культивирование бактерий
M.
tuberculosis
Cavia porcellus
Достижения медицины, ставшие возможными благодаря экспериментам на животных
Слайд 5Фредерик Бантинг (1891-1941),
Чарльз Бест (1899-1978)
Открытие инсулина (1921)
Достижения медицины, ставшие
возможными благодаря экспериментам на животных
Слайд 6Кристиан Барнард (1922-2001)
Трансплантация сердца (1967)
Достижения медицины, ставшие возможными благодаря экспериментам
на животных
Слайд 7Аппарат искусственного кровообращения (1937)
John Gibbon (1903-1973)
Достижения медицины, ставшие возможными благодаря
экспериментам на животных
Слайд 8Важнейшие экспериментальные модели (1)
4. Изолированные органы (сердце, тонкая кишка, почка)
3. Тканевые
фрагменты (папиллярная мышца, сосудистые кольца и др.)
1. Изолированные клетки (нейроны, кардиомиоциты)
2. Клеточная культура (опухолевые клетки, фибробласты и др.)
Слайд 10Двигательная активность
Артериальное давление
Температура
Датчик АД помещается в брюшную полость
и катетер из него имплантируется в аорту
Срок работы датчика - 4 месяца
Срок работы датчика - 4 месяца
Важнейшие экспериментальные модели (3): телеметрическая регистрация артериального давления у бодрствующих животных
Слайд 11Как создать модель заболевания у животного?
Хирургические манипуляции
Воздействие экзогенных факторов:
химических (блокаторы рецепторов,
токсины и др.)
физических (радиация, УФ, температура и др.)
биологических (бактерии, вирусы и др.)
Генетические модели (у мышей):
Трансгены (дополнительные копии генов)
Нокауты (отсутствие генов)
физических (радиация, УФ, температура и др.)
биологических (бактерии, вирусы и др.)
Генетические модели (у мышей):
Трансгены (дополнительные копии генов)
Нокауты (отсутствие генов)
Слайд 12Гарри Гольдблат (1891-1977)
Хирургическая модель артериальной
гипертензии
«Две почки, один зажим»: ↑ ренин, ↑ ангиотензин II → ↑↑ ОПСС → ↑↑ АД
«Одна почка, один зажим»: нарушение экскреции Na+ и H2O → ↑↑ ОЦК → ↑↑ АД
«Две почки, два зажима»: см. предыдущий
Слайд 13Хирургическая модель инфаркта миокарда у крыс
Анатомическое расположение левой коронарной артерии (стрелка
– место перевязки)
Типичные записи ЭКГ до (слева) и после (справа) после перевязки левой коронарной артерии
Нормальное сердце
Протяженный постинфарктный рубец (синий)
Небольшой постинфарктный рубец (синий)
Слайд 14Оценка размера инфаркта дифференциальным индикаторным методом
Контроль
Прекондиционирование
Одинаковый объем ишемизированного миокарда
Значительно меньший размер
инфаркта
Слайд 16Дуга аорты с лигатурами, подведенными под tr. brachiocephalicus, a. subclavia sin,
a. carotis communis sin.
Хирургическая модель общей ишемии-реперфузии головного мозга у крыс
Слайд 17Атеросклероз:
ApoE -/-
hApoB Tg
LDLr -/-
LDLr -/- × hApoB
Сердечная недостаточность:
Констрикция аорты
Инфаркт миокарда
Гипоперфузия мозга:
Билатеральный
стеноз сонных артерий (мышь)
Билатеральная перевязка сонных артерий (крыса)
Билатеральная перевязка сонных артерий (крыса)
Adapted from Bink et al. J Cereb Blood Flow Metab. 2013; 33:1666-84.
Экспериментальные модели сосудистой деменции
Слайд 18Примеры моделей заболеваний вызванных специфическими химическими факторами
Введение стрептозотоцина (или аллоксана) крысам
и кроликам приводит к избирательной гибели β-клеток островков Лангерганса → модель сахарного диабета 1 типа
Введение монокроталина (алкалоид из Crotalaria species) → повреждение эндотелия ветвей легочной артерии с последующей пролиферацией гладкомышечных клеток → модель легочной гипертензии
Введение монокроталина (алкалоид из Crotalaria species) → повреждение эндотелия ветвей легочной артерии с последующей пролиферацией гладкомышечных клеток → модель легочной гипертензии
Слайд 19Основные лабораторные животные
Лягушка
Мышь
Крыса
Морская свинка
Кролик
Кошка
Собака
Другие виды, при необходимости
Слайд 20Наиболее часто используются мыши;
Вместе с другими грызунами (крысы, хомяки), мыши
используются в 90% всех экспериментов;
20 миллионов грызунов в год выводятся для исследований;
Другие животные (собаки, кошки, лягушки и др.) используются только в 10% случаев.
20 миллионов грызунов в год выводятся для исследований;
Другие животные (собаки, кошки, лягушки и др.) используются только в 10% случаев.
Какие виды животных наиболее часто используются в экспериментах?
Слайд 22Фенотипические изменения у нокаутных мышей
Гибель
Фенотипические отличия
Норма
Ген-мишень важен для нормального развития или
выживания
Альтернативный подход
Функция гена-мишени выявлена
Кондиционное удаление гена
Ген-мишень неважен или избыточен
Слайд 26
Персонал питомника
Коммерциализация технологии мыши-аватара
Charles River Laboratories, Wilmington, MA, USA
The Jackson Laboratory,
Bar Harbor, Maine, USA
Oncotest GmbH, Freiburg, Germany
Oncodesign, Dijon Cedex, France
GenScript, Piscataway, New Jersey, USA
Pharmaron, Beijing, China
Oncotest GmbH, Freiburg, Germany
Oncodesign, Dijon Cedex, France
GenScript, Piscataway, New Jersey, USA
Pharmaron, Beijing, China
Слайд 27Персонал питомника
Концепция ко-клинических исследований
Nardella et al., Cancer Discovery 1(2):108-16, 2011
Слайд 32Нарушения развития у мыши, лишенной гена матриксной металлопротеиназы 14 (Mmp14 нокаут)
Здоровая
мышь (дикий тип)
Возраст обеих мышей – 10 недель
Слайд 34Экспериментальная хирургия, в особенности кардиохирургия, трансплантология, эндоваскулярная хирургия и аритмология
Тестирование токсичности
лекарственных средств на крупных животных
Нейродегенеративные заболевания
Возможность использования генетически модифицированных животных
Атеросклероз, дестабилизация бляшки, визуализация
Мастер-классы по хирургии, обучение
Нейродегенеративные заболевания
Возможность использования генетически модифицированных животных
Атеросклероз, дестабилизация бляшки, визуализация
Мастер-классы по хирургии, обучение
Персонал питомника
Какие новые возможности дает использование крупных лабораторных животных?
Слайд 36Скрининг биологической активности, токсичности и мутагенности соединений (экономические и технические преимущества)
Биология
развития, эмбрио- и органогенез
Простота генетической модификации (морфолиновые олигонуклеотиды), повышенная жизнеспособность генномодифицированных особей
Молекулярная визуализация (прозрачность эмбрионов)
Канцерогенез
Поведенческие реакции
Простота генетической модификации (морфолиновые олигонуклеотиды), повышенная жизнеспособность генномодифицированных особей
Молекулярная визуализация (прозрачность эмбрионов)
Канцерогенез
Поведенческие реакции
Какие возможности дает использование рыб?
Слайд 39Сравнительно-эволюционный метод: исследование воспаления у животных разных эволюционных классов
Птицы
Млекопитающие
Простейшие
Гидра
Амфибии
Рептилии
Слайд 40Условия проведения эксперимента на животных
Правильный выбор вида животного
Правильный выбор модели
Животное
должно быть ЗДОРОВЫМ
Эксперимент должен проводиться под адекватной анестезией
Стандартизация животных
Эксперимент должен проводиться под адекватной анестезией
Стандартизация животных
Слайд 41Вариабельность коронарного коллатерального кровотока у различных представителей млекопитающих
Слайд 42Регенерация миокарда у разных видов животных
Данио (Danio rerio)
Тритон (Notophthalmus viridescens)
Млекопитающие (Mus
musculus)
Слайд 43Что должно быть стандартизировано?
Генетический фон:
- по генотипу
- по фенотипу
Внешние факторы:
- стандартная
патогенная флора
- питание
- условия содержания (световой режим, температура, влажность и др.)
- питание
- условия содержания (световой режим, температура, влажность и др.)
Слайд 44Влияние различных параметров на результат эксперимента
Корм
Подстил
Элементы обогащения среды
Плотность посадки
Генетика
Вирусы
Бактерии
Паразиты
Температура
Влажность
Шум
Скорость движения воздуха
Питьевая
вода
Уход
Результат ???
Слайд 47Мыши – 17 000
Крысы – 5 000
Лягушки (Xenopus laevis)
– 250
Рыбы (Danio rerio) – 34 000
Мини-свиньи – 10
Рыбы (Danio rerio) – 34 000
Мини-свиньи – 10
Молекулярная визуализация
Клеточные технологии/цитотоксикология
Молекулярная биология и генетика
Токсикология и канцерогенез
Биохимия
Патоморфология
Фармакология и физиология
Аналитическая химия
Эмбриогенез
Иммунотоксикология
Микробиология
Отдел биомоделей
Подразделения:
Животные:
Центр доклинических трансляционных исследований – 10 000 м2
Слайд 48Стимулы для появления новых знаний в биологии и медицине: смена парадигм
Наблюдение
(в последнее время – достаточно редко): случайное обнаружение необычных явлений – феноменов – становятся стимулом для их исследования и объяснения
Гипотеза (в настоящее время основной путь познания): формулировка гипотезы на основе сопоставления имеющихся знаний и ее последующая экспериментальная проверка
Избыточность количественных данных (наука будущего): анализ огромных массивов цифровых данных (баз данных) обеспечивает понимание ранее неизвестных закономерностей без предварительной формулировки гипотезы
Слайд 49
Феномен прекондиционирования миокарда: история открытия
Протокол эксперимента Murry и соавт., 1986
Коронароокклюзия 40´
Контроль
Относительный
объем зоны некроза (ЗН) в контроле
ЗН
Коронароокклюзия 40´
5´
5´
Ишемическое прекондиционирование
Уменьшение объема ЗН более чем в 4 раза под действием ишемической предпосылки
Слайд 50Гипотеза
Объяснение механизма прекондиционирования: формирование гипотезы
У животных с наличием коллатералей повышения кровотока
не происходит
Проверка гипотезы
Факт №1
Факт №2
Прекондиционирование существует у животных, лишенных коронарных коллатералей
Слайд 51Недостаток современной парадигмы исследований, основанной на формулировке гипотез: заранее известно, какой
результат нужно (не нужно) получить
Э. Резерфорд (1871-1937)
«Если результаты Ваших экспериментов требуют статистической обработки, Вам следует провести более качественные эксперименты»
Слайд 52Пример использования массивов данных для получения новых знаний
Stanton et al., 2000
Анализ
экспрессии 4.500 генов в поврежденном и неповрежденном миокарде
Инфаркт миокарда у крыс
Экспрессия 400 генов была изменена: повышение экспрессии 287 генов и снижение экспрессии 113 генов
