Kliinilise patoloogia tõlgendamine koertel ja ahvilistel prekliinilistes uuringutes

Koerad jaahvilised (NHP), eriti Beagle'i koerad ja cynomolgus või reesusmakaagid, on prekliinilises ravimiarenduses olulised suured loomamudelid. Nende füsioloogilised sarnasused inimestega annavad translatsioonilise väärtuse ohutuse, farmakoloogia ja biomarkerite hindamiseks.

Erinevalt närilistest võtavad suured loomad korduvaid vereproove ja suuremaid proovikoguseid, mis võimaldab samaaegsetfarmakokineetiline (PK), toksikokineetiline (TK)ja kliiniliste patoloogiate hinnangud. Nende liikide kliiniliste patoloogiate andmete tõlgendamist segavad aga bioloogiline varieeruvus, uuringu ülesehitus, loomne päritolu ja katseprotseduurid. Tõelise katseartikliga-seotud toksilisuse eristamine füsioloogilisest triivimisest või protseduurilistest artefaktidest nõuab nende muutujate igakülgset mõistmist.

Suurtes loomkatsetes on kohordi suurused eetiliste ja praktiliste piirangute tõttu oma olemuselt piiratud. Järelikult on doosieelsed-algtaseme andmed kriitilised. Mitme doosieelse-hinnangu läbiviimine võimaldab uurijatel:

• Seadistage iga loom oma pikisuunalise kontrollina.
• Kvantifitseerige individuaalset bioloogilist varieeruvust.
• Enne randomiseerimist tuvastage ja välistage kõrvalekalded või ebatervislikud loomad.
• Eristage käsitlemise{0}}indutseeritud stressireaktsioone algtaseme füsioloogiast.

Individuaalne varieeruvus on eriti märgatav NHP-de puhul võrreldes otstarbel -kasvatatud näriliste või koertega. Algtaseme kõrvalekalded hõlmavad sageli erütrotsüütide parameetrite kõikumist, maksaensüümide aktiivsuse juhuslikku tõusu või ebatüüpilisi valguprofiile. Kui need algtaseme kõikumised kattuvad uuritava artikli eeldatava farmakoloogilise sihtmärgi või toksikoloogilise profiiliga, on annuseeelne sõelumine esmane mehhanism valepositiivsete tõlgenduste vältimiseks.

Sagedane flebotoomia farmakokineetilise profiili koostamiseks võib esile kutsuda iatrogeenseid hematoloogilisi nihkeid. Verevõtete kõrge sagedus-või suur{2}}kogus põhjustab sageli langust:

• Punaste vereliblede (RBC) arv
• Hemoglobiini (Hgb) kontsentratsioon
• Hematokrit (Hct)
• Kogu valk ja albumiin (hemodilutsiooni tõttu)

Kui luuüdi funktsioon jääb puutumatuks, kaasneb nende mikrotsüütiliste või normotsüütiliste muutustega tavaliselt kompenseeriv retikulotsütoos. Seetõttu tuleb erütrooni parameetrite kerget langust-viida kogu uuringu jooksul võetud vere kogumahuga.

NHP-protokollid nõuavad tavapäraselt tuimestust ohjeldamiseks, pildistamiseks või invasiivseks proovide võtmiseks. Anesteesia valik ja kestus mõjutavad otseselt kliinilise patoloogia näitajaid. Tuimastatud loomadel on sageli muutunud leukotsüütide jaotus ja nihkunud elektrolüütide profiilid võrreldes teadvusel olevate, käsitsi vaoshoitud kohortidega. Lisaks võivad lamavas asendis ja intramuskulaarsed anesteetikumi süstid põhjustada subkliinilist lihastraumat, mis põhjustab kreatiinkinaasi (CK) märkimisväärseid naelu. Järjepidevad proovivõtumeetodid ja standardiseeritud anesteesiaprotokollid on kohustuslikud kõigis uuringufaasides.

Täiendavad uuringu ülesehituse muutujad, mis nõuavad ranget kontrolli, hõlmavad järgmist:

• Looma vanus ja arengustaadium
• Paastu kestus ja ajastus võrreldes kogumisega
• Valimi võtmise järjekord kohordi sees
• Manustamisviis ja -määr
• Eksperimentaalsete protseduuride kombineerimine (nt kirurgiline annustamine, pidev infusioon)

Koertel ja NHP-del on pikem erütrotsüütide eluiga kui närilistel, mis muudab aneemia arengu ja luuüdi taastumise kineetikat. Pärast ägedat verekaotust on suurtel loomadel madalam retikulotsüütide protsent ja järkjärgulisem regeneratiivne reaktsioon.

Makaakidel on erütrotsüütide algnäitajad (nt korpuskulaarne keskmine maht) korrelatsioonis geograafilise päritoluga (nt Hiina vs. Kambodža vs. Mauritiuse makaakid). Ühest geograafilisest allikast pärit loomade kasutamine minimeerib algtaseme müra. Lisaks võivad subkliinilised patogeenid (nagu hemoparasiidid või latentsed viirusinfektsioonid) pärssida erütropoeesi ja need tuleb karantiini ajal välja sõeluda.

Leukotsüütide profiilid on väga liigispetsiifilised. Koertel on domineerivad neutrofiilid, samas kui tervetel NHP-del on tasakaalustatum või lümfotsüütide{3} domineeriv jaotus. Need algtaseme erinevused määravad süsteemse põletiku ajal selged manifestatsioonimustrid.

Lisaks vallandab füüsiline vaoshoitus, uudsed keskkonnad või hirm kiire katehhoolamiini ja glükokortikoidi vabanemise. See stressireaktsioon kutsub esile marginaalse basseini mobilisatsiooni, mis avaldub mööduva neutrofiilia ja lümfopeeniana. Kuna NHP-d on stressiga toimetulemise suhtes väga tundlikud, tuleks valgete vereliblede arvu üksikuid muutusi -korrelatiivsete kliiniliste tunnuste või koepõletiku histopatoloogiliste tunnuste puudumisel- tõlgendada ettevaatusega.

Koagulatsioonikineetika on liigiti erinev. Algne protrombiiniaeg (PT) on koertel oma olemuselt lühem kui inimestel ja idiosünkraatiliste faktorite puudused võivad üksikutel koertel põhjustada isoleeritud, mitte-ravimiga-seotud PT pikenemist. NHP uuringutes on aktiveeritud osalise tromboplastiini aja (APTT) testid väga tundlikud reaktiivi partiide varieeruvuse ja proovide käitlemise suhtes (nt osaline hüübimine kogumise ajal). Kui koagulatsioonikaskaad on testitava artikli teadaolev sihtmärk, on oluline baasjoone tihe sobitamine ja ühtsed reaktiivipartiid.

Alaniinaminotransferaas (ALT) on hepatotsellulaarse lekke standardne biomarker. Noortel otstarbel -kasvatatud beagle koertel on ALT algtaseme vahemikud kitsad, mis võimaldab tuvastada peeneid, ravist{2}}indutseeritud maksamuutusi. Vastupidi, vanematel koertel ja NHP-del on laiem füsioloogiline varieeruvus.

Makaakidel ilmnevad sageli mööduvad, isepiiravad ALT järsud{0}}maksa taustamuutuste või subkliiniliste viiruse ägenemiste tõttu. Järelikult nõuavad maksaensüümide aktiivsuse ühepunktilised tõusud kinnitust samaaegsete biomarkerite (nt aspartaataminotransferaas, sapphapete üldsisaldus), funktsionaalsete analüüside ja histopatoloogilise hindamise abil.

Leeliseline fosfataas (ALP) ja gamma{0}}glutamüültransferaas (GGT) on maksa- ja sapiteede või kolestaatilise haiguse näitajad. Kuigi ALP on koertel väga tundlik kolestaasi suhtes, on see NHP-de puhul vähem spetsiifiline tänu olulisele luu- ja soolestiku isoensüümi panusele, eriti noortel kasvavatel loomadel. GGT on NHP mudelites sageli usaldusväärsem sapiteede marker.

Vere uurea lämmastik (BUN) ja seerumi kreatiniin jäävad glomerulaarfiltratsiooni standardnäitajateks, hoolimata nende tundlikkusest varases staadiumis{0}}neerukahjustuse suhtes. Koertel on nende analüütide jaoks suhteliselt kitsad füsioloogilised vahemikud, mis lihtsustab kergete neerumuutuste tuvastamist. Seevastu NHP-del on lai lähtetaseme vahemik, mistõttu on peeneid nihkeid raskem iseloomustada.

Kuna BUN-i mõjutavad valkude katabolism, toiduga tarbimine ja hüdratatsiooniseisund, tuleb seda tõlgendada koos kreatiniiniga. Uriinianalüüs pakub olulist konteksti, kuid proovide võtmine suurtel loomadel, -mis hõlmab sageli üleöö panni kogumist-, toob kaasa aurustumise, roojaga saastumise või rakkude lagunemise ohu. Kui esmaseks probleemiks on nefrotoksilisus, on soovitatav teha ajastatud ultraheli{4}}juhitud tsüstoskoopia või spetsiaalne metaboolne puuri.

Kreatiinkinaasi (CK) tõus on NHP uuringutes tavaline. Need on sageli tingitud pigem füüsilisest püüdmisest, ohjeldamisest, intramuskulaarsetest süstidest või pikaajalisest anesteesias lamavas asendist, mitte aga süsteemsest testitava toote toksilisusest. Väärtõlgenduste vältimiseks tuleks isoleeritud CK naelu võrrelda:

• Kronoloogiline lähedus stressi tekitavatele sündmustele või süstidele
• Selge annusesõltuvus{0}}ravirühmade vahel
• Spetsiifilisemate koemarkerite kaasa{0}aktiveerimine
• Aspartaataminotransferaasi (AST) ja laktaatdehüdrogenaasi (LDH) samaaegsed muutused

Kardiotoksilisuse hindamiseks tuleks kasutada südame troponiine (I või T), kuna need pakuvad paremat kardiospetsiifilisust võrreldes traditsiooniliste ensümaatiliste markeritega nii koertel kui ka NHP-del.

Glükoosi ja lipiidide metabolism NHP-des on väga tundlikud keskkonnastressorite ja toitumise muutuste suhtes. -Indutseeritud epinefriini vabanemise käsitsemine käivitab rutiinselt kiire glükogenolüüsi, mille tulemuseks on mööduv hüperglükeemia. Söötmisskeemid põhjustavad ka seerumi triglütseriidide ja kolesterooli sisalduse märkimisväärseid kõikumisi.

NHP-del on ka suurem ja varieeruvam seerumivalgu algkontsentratsioon kui närilistel. Albumiini ja globuliini fraktsioonide nihked peegeldavad sageli mittespetsiifilisi ägeda{2} faasi põletikulisi reaktsioone protseduuridele, subkliinilistele infektsioonidele või muutunud toitumisseisunditele, mitte otsest sihtorganitoksilisust.

Seerumi elektrolüütide, eriti naatriumi, kaaliumi ja kloriidi kontsentratsioonid muutuvad NHP-des kiiresti hüdratatsiooniseisundi, anesteesiast-indutseeritud hingamisdepressiooni või proovi hemolüüsi tõttu tekkinud happe{0}}aluse tasakaalustamatuse tõttu.

Kaltsiumi üldkontsentratsioon on otseselt seotud seerumi albumiiniga. Järelikult tuleb kogu kaltsiumisisalduse muutusi albumiini taseme suhtes matemaatiliselt või füsioloogiliselt korrigeerida; muutused üldkaltsiumisisalduses ei viita tingimata bioloogiliselt olulisele nihkele funktsionaalses ioniseeritud kaltsiumi fraktsioonis.

Koerte ja ahviliste kliiniliste patoloogiate andmete tõlgendamine ulatub kaugemale kui standardsed statistilised võrdlused vehiikuli ja ravirühmade vahel. Bioloogiline varieeruvus, algtaseme triivimine, flebotoomia artefaktid, anesteesia ja stressiga toimetulemine toovad sageli kaasa segaseid andmeid.

Täpne ohutuse hindamine põhineb kliinilise patoloogia parameetrite terviklikul integreerimisel uuringu kavandamise parameetritega, reaalajas{0}} tehtud kliiniliste vaatluste, farmakokineetiliste kokkupuuteandmete ja lõplike histopatoloogiliste tulemustega. Range liigispetsiifiline lähenemine nendele andmekogumitele on oluline, et muuta prekliinilised leiud täpseteks inimeste riskihinnanguteks.

Võtke ühendust Prisys Biotechiga

Hall, RL ja Everds, NE (2003). Koerte ja ahviliste kliinilise patoloogia tõlgendamist mõjutavad tegurid.Toksikoloogiline patoloogia, 31(1_tarne), 6.-10. DOI: 10.1080/01926230390174878