Bioteknologi 2016

Translationel elektrofysiologi i dyr og mennesker

Mange af de psykiatriske og neurologiske sygdomme, der rammer den menneskelige hjerne, genfindes almindeligvis ikke i dyreriget. Det kan derfor være uhyre vanskelligt at udtale sig om, hvorvidt nye behandlingstyper vil have den ønskede effekt, før de er testet i patienter. Mange medicinske behandlinger har set lovende ud efter grundige undersøgelser af virkninger på celle-/heldyrsniveau, men fejlede alligevel i sidste ende. Derfor er der et udtalt behov for at finde frem til målemetoder, der har en høj grad af sammenlignelighed på tværs i de nødvendige præ-kliniske forsøg og senere i patienter. Måling af de svage elektriske strømme, der fremkommer ved neuronal signalering kan både foretages på celleniveau, i intakte dyr og mennesker, og åbner derfor muligheder for at ”oversætte” problemstillinger fra celleniveau og hele vejen til patient og tilbage igen.   

Den kommende opgavebesvarelse skal bygges op omkring eksperimenter, der tjener til at bygge bro mellem de forsøg der kun kan udføres i en petriskål og de endelig kliniske afprøvninger af en ny type behandling. I skal fokusere på metoder, der både kan benyttes i dyr og mennesker.

I denne opgave skal mindst én af jeres centrale figurer være original. Det vil sige, at den skal være lavet fra grunden af jer og ikke være taget ned fra nettet.

Tænk jer godt om, når I vælger jeres eksempler nedenfor!

Hjernelidelsen

Hvordan modellerer man en menneskelig sygdom i et andet biologisk system? Kan en rotte være skizofren? Kan en cellekultur lide af Alzheimer’s sygdom?

  1. Vælg en hjernelidelse, som I ønsker at behandle, og beskriv kort sygdommen og dens karakteristiske symptomer. Hvilke neuronale systemer er påvirket og genfindes de samme eller lignende systemer andre steder i dyreriget?

Metoder

I en drug discovery proces kan der være brug for at teste tusindvis af kemiske stoffer, før de ønskede egenskaber er fundet (screening). Men der er også behov for at vise, at de få stoffer, der rammer den rigtige receptor eller modulerer en bestemt enzymatisk aktivitet også giver den ønskede effekt i et intakt levende system for at kunne bevise, at konceptet holder. Jo mere kompliceret system, der testes på, des sværere/tidskrævende er det at få svar. Der er tale om adskillige trade-offs der skal tages i betragtning på hvert trin i udviklingen af et lægemiddel.

  1. Beskriv metoder til at måle neuronal elektrisk aktivitet i sygdomsmodeller og rangér dem i forhold til, hvor stort et throughput de giver.

Da de basale neuronale processer og den neuroanatomiske grundplan blandt mennesker og andre dyr i høj grad er sammenlignelig, er det muligt med god sandsynlighed at forudsige, hvordan nerveceller i mennesker vil opføre sig, på baggrund af dyreforsøg. Men det er ikke sikkert, at denne effekt også i sidste ende vil være en effektiv behandling af patientens hjernelidelse.

  1. Hvilke metoder kan bruges til at måle eller påvirke neuronal elektrisk aktivitet i patienter?

Forsøgsdesignet

  1. Design et forsøg, der kan bruges til at oversætte mellem mus og mand (dyremodel og patient). Hvad er fordelen ved at bruge jeres modelsystem og hvilke typer information kan man få ud af de kliniske forsøg, der kan guide nye og mere relevante dyreforsøg?

Opfølgning

  1. Er jeres behandling hurtigtvirkende eller kræver det længere tids behandling at se resultater? Behandler I symptomerne eller årsagen til sygdommen og hvordan vil I eventuelt monitorere effekten af jeres behandling over tid?

Formidling

For at få succes med en ny behandling er det vigtigt at få overbevist både andre forskere, behandlere og patienter om hvorfor denne nye type behandling er banebrydende og kan gøre en forskel for patienten. Tit siger et billede mere end 1000 ord, og derfor bliver I her til sidst bedt om at formidle jeres nye type behandling gennem en figur.

  1. Konstruer jeres egen figur, der opsummerer det centrale i jeres sygdomsbehandling. I kan vælge at fokusere på de biologiske mekanismer, der påvirkes af sygdommen og som jeres behandling virker igennem eller de bioteknologiske metoder, der bruges i udviklingen af behandlingen - eller I kan se det hele lidt fra oven og vise, hvordan I udnytter lighederne mellem mennesker og dyr til at behandle hjernelidelsen. Et godt råd … keep it simple.

Links

Translational medicine

https://books.google.co.uk/books?id=nul0CQAAQBAJ&pg=PA80&lpg=PA80&dq=eeg+translational&source=bl&ots=5UXqgQ3KDQ&sig=nJtlFaymq_KAyBe05iAEie863xk&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwj556fFnrjJAhWEWRQKHd3kAUg4ChDoAQgpMAI#v=onepage&q=eeg%20translational&f=false

Eksempel på bench-bedside-bench translation

https://books.google.co.uk/books?id=-29SjoPvGF8C&pg=PA83&lpg=PA83&dq=translational+electrophysiology+in+neuroscience&source=bl&ots=u8g3gfW5Tn&sig=R70K9j7yseMeim0s3WNs6wfy5oc&hl=en&sa=X&sqi=2&ved=0ahUKEwiV6NPkh7jJAhWF2hoKHWgzClMQ6AEIRDAF#v=onepage&q=translational%20electrophysiology%20in%20neuroscience&f=false

Elektroencephalografi som værktøj i translationel medicin

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nyas.12745/pdf

Find flere links under ”Vejledninger og Materialer”

Hent konkurrenceinformationerne her 

Opgaverne kan downloades i PDF format her - Bioteknologiopgaven 2016

You are about to leave drughunters.dk