评估药物诱发的胃肠节律障碍的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及

【技术实现步骤摘要】
评估药物诱发的胃肠节律障碍的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于
2022
年3月7日提交的美国临时申请序列号
63/268,957
的权益，该申请通过引用方式整体
(
包括任何表格
、
图或附图
)
并入本文
。

技术介绍

[0003]药物通常意外地扰乱胃肠
(GI)
功能
。
美国食品药品监督管理局的药物批准过程对在其非靶位点诸如
GI
的药物潜在不良反应没有要求
。
药物发现和开发阶段仅集中在治疗目标疾病的药物功效，并且通常仅使用基于细胞的模型或啮齿动物进行测试，而没有评估对
GI
功能的副作用
。
药物不良反应，诸如呕吐
、
恶心
、
腹泻和便秘等，可能一直未被发现直到进入临床试验，这浪费了大量的金钱和时间
。
药物发现的常规方法通常不能发现催吐倾向和
GI
并发症，直到到达临床试验
。
遗憾的是，
GI
不良反应发现太晚会导致不必要的实验
、
临床研究的终止以及预计收入的损失
。
研究影响
GI
道的药物的常规方法是有用的，但是它们通常不能捕获对“慢波”的作用，已知慢波在恶心和呕吐期间受到扰乱
。
多巴胺是众所周知的神经递质并且是去甲肾上腺素和肾上腺素生物合成的前体
。
多巴胺受体激动剂用于治疗心血管病症和帕金森氏病，但它们具有包括恶心
、
呕吐和便秘等不良副作用谱
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的实施方案可以使用标准化和有效的预测方法来提供关于药物诱发
GI
功能障碍的潜在作用的指标和指南，该预测方法使用基于使用标准化方法建立的新型数据库的学习模型
。
[0005]实施方案可以有利地采用多巴胺作为示例性药物，以引入
GI
慢波网络分析的应用对在微电极阵列
(MEA)
平台上的高通量药物筛选的
GI
副作用进行谱分析
。
在某些实施方案中，慢波数据可以被获得
、
评估
、
解释，并且用于基于药物对
GI
起搏点活动的作用来建立综合数据库，以用于预测和分类目的
。
[0006]实施方案可以提供一种使用微电极阵列
(MEA)
平台记录与小动物分离的
GI
组织中的
GI
起搏点活动
(
也称为慢波
)
的技术
。
实施方案已经证明在记录高质量起搏点信号方面的成功率＞
75
％
。
实施方案可以提供分析程序
(
例如，如使用
MATLAB(The MathWorks
，
Inc.
，
Natick
，
MA)
的自动程序
)
，用于对慢波特征提取进行有效和盲数据分析
。
[0007]实施方案可以提供标准化方案来评估急性药物对
GI
起搏点活动的作用
。
数据可以被收集并存储在药物数据库中
。
在一个实施方案中，药物数据库包含多于
100
种示例性药物并且持续增长
。
在该实施方案中，由于使用标准化方法编译数据，使得能够进行高度可靠的药物对药物比较，因此有利地增强了数据库价值
。
数据库的应用包括但不限于药物研究和开发
、
食品安全测试
、
传统药物治疗研究和个性化药物治疗的开发
。
[0008]实施方案可以使用标准化方法和自动数据分析流水线来提供药物测试服务，以生成标准化药物测试报告
。
此类报告可以包括慢波特征，所述慢波特征被提取以与现有数据库进行比较以增加价值
、
促进开发或创造收入
。
在某些实施方案中，提供机器学习模型以有
利地细化用于不同目的特征，诸如预测恶心可能性或对药物进行分类
。
此类细化特征可以被称为胃肠节律障碍指数
。
这些指数可以提供对药物引起
(
或治疗
)GI
节律障碍的潜力的重要见解
。
实施方案可以提供由商业模型
(
例如，药物测试服务
)
生成的信息，该信息将在药物发现和开发中的决策制定以及医疗处方中有用
。
[0009]实施方案可以提供用于测试一种或多种特定物质对胃肠组织起搏点活动的作用的有效和标准化的方法
。
某些实施方案可以向客户提供测试结果；有利地应用标准化方法来建立与物质对胃肠组织起搏点活动的作用相关的数据库；并且基于数据库来生成机器学习模型，以向客户提供一致
、
可靠且可再现的结果，这些结果具有最小的偏差和最小的误差
(
例如，以确定药物副作用的风险；或确定药物的激动剂或拮抗剂作用
)。
[0010]实施方案可以提供标准化方法来记录来自活生物体的新鲜分离的胃肠组织的表面的电起搏点信号
。
实施方案还可以提供以机器可读格式编写的指令集，以允许从所记录的起搏点信号自动
、
高效
、
一致且无偏差地提取特征
。
实施方案还可以提供使用标准化方法建立的数据库，以允许在集成或不集成用于生成与测试物质相关的分类
、
比较和预测的结果的其他数据库来源的情况下生成机器学习模型
。
[0011]实施方案可以提供一种新型商业模型，其在创造收益的方法方面是独特的，可选地附加到
MEA
技术，并且提供了自动分析流水线，并且提供了一种在高度标准化方案下产生的新的专用数据库
。
[0012]根据本专利技术的商业模型的实施方案可以提供包括但不限于以下优点
。
效率，其中可以例如在
24
小时内进行实验，在现有
MEA
平台的限制下，在6个动物副本中以3种不同剂量在4个
GI
节段上进行测试
。
效率和准确度，其中可以使用开发的自动和盲化软件程序来执行数据分析，以减少所花费的时间
、
偏差和人为错误
。
一致性和可靠性，其中可以使用允许与存储在数据库中的附加数据进行可靠数据比较的标准化方法来生成数据
。
综合性结果，其中该方法可应用优于传统方法
(
诸如单个微电极
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种使用记录平台测试一种或多种物质对胃肠组织起搏点活动的作用，以确定所述一种或多种物质是否属于一个或多个种类，所述方法包括：将用于测试的物质施加在从活生物体新鲜分离的胃肠组织的至少一个亚节段上；将所述组织维持在含氧培养基中以维持所述组织的活力；使用所述记录平台记录来自所述组织的表面的电信号以创建记录的数字信号；将所述记录的数字信号存储在数据存储设备中；通过使用一组机器可读指令分析所述记录的数字信号来生成多个测试结果，所述机器可读指令允许计算机从所述记录的数字信号中提取至少一个特征；将所述多个测试结果存储到数据库中；基于存储在所述数据库中的所述多个测试结果来训练一个或多个机器学习模型，以创建经训练的模型；应用所述经训练的模型来分类
、
预测或比较所述物质；以及报告所述分类
、
预测或比较的结果
。2.
根据权利要求1所述的方法，其中所述物质包括药物
、
药理学药剂
、
化学化合物
、
合成物质
、
食物
、
治疗剂
、
草药
、
提取物及它们的任意组合中的一种或多种
。3.
根据权利要求1所述的方法，其中所述记录平台包括信号接收器
、
放大器
、
内部过滤器
、
接地电极和微电极阵列芯片；所述微电极阵列芯片包括嵌入在刚性基底上的多个微电极
。4.
根据权利要求1所述的方法，所述方法包括预测和分类所述一种或多种物质的激动剂作用和拮抗剂作用，或预测和分类所述物质的一组选择的副作用的高风险和低风险
。5.
根据权利要求4所述的方法，所述一组选择的副作用包括呕吐
、
恶心
、
腹泻
、
便秘
、
腹部不适和节律障碍中的一种或多种
。6.
根据权利要求1所述的方法，其中所述新鲜分离的胃肠组织的所述亚节段包括来自食道
、
胃
、
十二指肠
、
空肠
、
回肠
、
直肠
、
盲肠或结肠的组织
。7.
根据权利要求1的方法，其中所述活生物体是具有功能性胃肠器官的生物体
。8.
根据权利要求1所述的方法，其中所述活生物体是人
、
哺乳动物
、
爬行动物或水生生物
。9.
根据权利要求1所述的方法，其中所述活生物体是健康的；或被诊断为患有疾病
、

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰，
申请(专利权)人：奥克兰联合服务有限公司，
类型：发明
国别省市：