Klīniskās patoloģijas interpretācija suņiem un primātiem, kas nav cilvēkveidīgie primāti preklīniskajos pētījumos

Suņi unprimāti, kas nav cilvēkveidīgie primāti (NHP), jo īpaši bīglu suņi un cinomolgus vai rēzus makaki, ir būtiski lieli dzīvnieku modeļi preklīniskajā zāļu izstrādē. To fizioloģiskās līdzības ar cilvēkiem nodrošina drošuma, farmakoloģijas un biomarķieru novērtēšanas translācijas vērtību.

Atšķirībā no grauzējiem lielie dzīvnieki uzņem atkārtotu asins paraugu ņemšanu un lielāku paraugu daudzumu, kas ļauj vienlaikus ņemtfarmakokinētika (PK), toksikokinētiskais (TK)un klīniskās patoloģijas novērtējumus. Tomēr šo sugu klīniskās patoloģijas datu interpretāciju apgrūtina bioloģiskā mainīgums, pētījuma plāns, dzīvnieku izcelsme un eksperimentālās procedūras. Lai atšķirtu patieso testa rakstu{2}}saistīto toksicitāti no fizioloģiskas novirzes vai procesuāliem artefaktiem, ir nepieciešama visaptveroša izpratne par šiem mainīgajiem.

Lielos pētījumos ar dzīvniekiem kohortas lielums pēc būtības ir ierobežots ētisku un praktisku ierobežojumu dēļ. Līdz ar to pirms-devas ievadīšanas sākuma dati ir ļoti svarīgi. Vairāku pirms-devu novērtēšanas veikšana ļauj izmeklētājiem:

• Izveidojiet katru dzīvnieku kā savu garenisko kontroli.
• Nosakiet individuālo bioloģisko mainīgumu.
• Pirms randomizācijas identificējiet un izslēdziet novirzes vai neveselīgus dzīvniekus.
• Atšķiriet apstrādes{0}}izraisītās stresa reakcijas no sākotnējās fizioloģijas.

Individuālās atšķirības ir īpaši izteiktas NHP salīdzinājumā ar mērķim{0}}audzētiem grauzējiem vai suņiem. Sākotnējās anomālijas bieži ietver mainīgus eritrocītu parametrus, sporādisku aknu enzīmu līmeņa paaugstināšanos vai netipiskus olbaltumvielu profilus. Ja šīs sākotnējās atšķirības pārklājas ar paredzamo farmakoloģisko mērķi vai testa izstrādājuma toksikoloģisko profilu, pirms-devas skrīnings ir primārais mehānisms, lai novērstu viltus{4}}pozitīvas interpretācijas.

Bieža flebotomija farmakokinētikas profilēšanai var izraisīt jatrogēnas hematoloģiskas izmaiņas. Augsta-biežuma vai liela-apjoma asiņu ņemšana bieži izraisa pasliktināšanos:

• Sarkano asins šūnu (RBC) skaits
• Hemoglobīna (Hgb) koncentrācija
• Hematokrīts (Hct)
• Kopējais proteīns un albumīns (hemodilācijas dēļ)

Ja kaulu smadzeņu funkcija paliek neskarta, šīs mikrocītiskās vai normocītiskās izmaiņas parasti pavada kompensējoša retikulocitoze. Tāpēc neliela eritrona parametru samazināšanās ir jāatsauc-ar kopējo asins tilpumu, kas ņemts visa pētījuma laikā.

NHP protokoliem parasti ir nepieciešama anestēzija ierobežošanai, attēlveidošanai vai invazīvai paraugu ņemšanai. Anestēzijas izvēle un ilgums tieši ietekmē klīniskās patoloģijas rādījumus. Anestēzētiem dzīvniekiem bieži ir mainīts leikocītu sadalījums un mainīti elektrolītu profili, salīdzinot ar apzinātām, manuāli ierobežotām kohortām. Turklāt guļus un intramuskulāras anestēzijas injekcijas var izraisīt subklīnisku muskuļu traumu, izraisot izteiktus kreatīnkināzes (CK) pieaugumu. Konsekventas paraugu ņemšanas metodes un standartizēti anestēzijas protokoli ir obligāti visos pētījuma posmos.

Papildu pētījuma plānošanas mainīgie, kuriem nepieciešama stingra kontrole, ietver:

• Dzīvnieka vecums un attīstības stadija
• Badošanās ilgums un laiks attiecībā pret savākšanu
• Paraugu ņemšanas secība kohortā
• Ievadīšanas veids un ātrums
• Eksperimentālo procedūru apvienošana (piemēram, ķirurģiska dozēšana, nepārtrauktas infūzijas)

Suņiem un NHP ir garāks eritrocītu dzīves ilgums nekā grauzējiem, mainot anēmijas attīstības un smadzeņu atveseļošanās kinētiku. Pēc akūta asins zuduma lieliem dzīvniekiem ir zemāks retikulocītu procentuālais daudzums un pakāpeniskāka reģeneratīvā reakcija.

Makakiem sākotnējās eritrocītu īpašības (piemēram, vidējais asinsķermenīšu tilpums) korelē ar ģeogrāfisko izcelsmi (piemēram, ķīniešu un kambodžas pērtiķu un Maurīcijas cynomolgus pērtiķu). Dzīvnieku izmantošana no viena ģeogrāfiskā avota samazina sākotnējo troksni. Turklāt subklīniskie fona patogēni (piemēram, hemoparazīti vai latentas vīrusu infekcijas) var nomākt eritropoēzi, un tie ir jānovērš karantīnas laikā.

Leikocītu profili ir ļoti{0}}specifiski sugām. Suņiem dominē neitrofīli-, savukārt veseliem NHP ir līdzsvarotāks vai limfocītu-dominants sadalījums. Šīs sākotnējās atšķirības nosaka atšķirīgus izpausmes modeļus sistēmiskā iekaisuma laikā.

Turklāt fiziska savaldīšana, jauna vide vai bailes izraisa ātru kateholamīnu un glikokortikoīdu izdalīšanos. Šī stresa reakcija izraisa marginālu baseina mobilizāciju, kas izpaužas kā pārejoša neitrofilija un limfopēnija. Tā kā NHP ir ļoti jutīgas pret stresu, atsevišķas balto asinsķermenīšu skaita izmaiņas, -neesot korelatīvas klīniskas pazīmes vai audu iekaisuma histopatoloģiskās pazīmes,{3}}ir jāinterpretē piesardzīgi.

Koagulācijas kinētika atšķiras atkarībā no sugas. Sākotnējais protrombīna laiks (PT) pēc būtības ir īsāks suņiem nekā cilvēkiem, un īpatnēju faktoru deficīts var izraisīt izolētu, ar -zālēm- nesaistītu PT pagarinājumu atsevišķiem suņiem. NHP pētījumos aktivētā daļējā tromboplastīna laika (APTT) testi ir ļoti jutīgi pret reaģentu partijas mainīgumu un paraugu apstrādi (piemēram, daļēju recēšanu savākšanas laikā). Ja koagulācijas kaskāde ir zināms pārbaudāmā izstrādājuma mērķis, stingra bāzes līnijas saskaņošana un vienādas reaģentu partijas ir obligātas.

Alanīna aminotransferāze (ALT) ir standarta biomarķieris hepatocelulārai noplūdei. Jauniem, mērķtiecīgi -audzētiem bīglu suņiem, sākotnējais ALAT diapazons ir šaurs, ļaujot noteikt smalkas, ārstēšanas{2}}izraisītas aknu izmaiņas. Un otrādi, vecākiem suņiem un NHP ir plašākas fizioloģiskas atšķirības.

Makakiem bieži ir pārejoši, pašierobežojoši ALAT pieaugumi, ko izraisa fona izmaiņas aknās vai subklīniski vīrusu uzliesmojumi. Līdz ar to aknu enzīmu līmeņa paaugstināšanās vienā punktā ir jāapstiprina, izmantojot vienlaikus biomarķierus (piemēram, aspartāta aminotransferāzi, kopējo žultsskābju daudzumu), funkcionālos testus un histopatoloģisko novērtējumu.

Sārmainā fosfatāze (ALP) un gamma{0}}glutamiltransferāze (GGT) kalpo kā aknu un žultsceļu vai holestātiskas slimības indikatori. Lai gan ALP ir ļoti jutīga pret holestāzi suņiem, tā ir mazāk specifiska NHP sakarā ar ievērojamu kaulu un zarnu izoenzīmu ieguldījumu, jo īpaši jauniem, augošiem dzīvniekiem. GGT bieži ir uzticamāks žultsceļu marķieris NHP modeļos.

Asins urīnvielas slāpeklis (BUN) un seruma kreatinīns joprojām ir glomerulārās filtrācijas standarta rādītāji, neskatoties uz to nejutīgumu pret agrīnas stadijas-nieru darbības traucējumiem. Suņiem ir salīdzinoši šauri šo analītu fizioloģiskie diapazoni, kas vienkāršo vieglu nieru izmaiņu noteikšanu. Turpretim NHP ir plašs bāzes līnijas diapazons, padarot smalkas izmaiņas grūtāk raksturojamas.

Tā kā BUN ietekmē olbaltumvielu katabolisms, uztura uzņemšana un hidratācijas stāvoklis, tas jāinterpretē kopā ar kreatinīnu. Urīna analīze nodrošina būtisku kontekstu, taču paraugu ņemšana lieliem dzīvniekiem -bieži vien ietver pannu savākšanu pa nakti-iztvaiko, fekāliju piesārņojumu vai šūnu degradācijas risku. Ja galvenā problēma ir nefrotoksicitāte, ieteicama noteikta laika, ultraskaņas{4}}vadīta cistoskopija vai specializēta vielmaiņas sprostā.

Kreatīnkināzes (CK) līmeņa paaugstināšanās ir izplatīta NHP pētījumos. Tos bieži izraisa fiziska uztveršana, savaldīšana, intramuskulāras injekcijas vai ilgstoša gulēšana anestēzijā, nevis sistēmiska testa izstrādājuma toksicitāte. Lai novērstu nepareizu interpretāciju, izolēti CK lēcieni ir jānovērtē attiecībā pret:

• Hronoloģiskais tuvums saspringtiem notikumiem vai injekcijām
• Novērst devas{0}}atkarību dažādās ārstēšanas grupās
• Specifiskāku audu marķieru kop-aktivizēšana
• Vienlaicīgas aspartātaminotransferāzes (AST) un laktātdehidrogenāzes (LDH) izmaiņas

Kardiotoksicitātes novērtēšanai jāizmanto sirds troponīni (I vai T), jo tie piedāvā augstāku kardiospecifiskumu salīdzinājumā ar tradicionālajiem fermentatīviem marķieriem gan suņiem, gan NHP.

Glikozes un lipīdu metabolisms NHP ir ļoti jutīgs pret vides stresa faktoriem un uztura izmaiņām. Apstrāde ar -inducētu epinefrīna izdalīšanos parasti izraisa ātru glikogenolīzi, izraisot pārejošu hiperglikēmiju. Barošanas shēmas izraisa arī izteiktas seruma triglicerīdu un holesterīna līmeņa svārstības.

NHP ir arī augstāka un mainīgāka sākotnējā seruma olbaltumvielu koncentrācija nekā grauzējiem. Albumīna un globulīna frakciju izmaiņas bieži vien atspoguļo ne-specifiskas akūtas-fāzes iekaisuma reakcijas uz procedūrām, subklīniskām infekcijām vai mainītiem uztura stāvokļiem, nevis tiešu mērķorgānu toksicitāti.

Seruma elektrolītu, īpaši nātrija, kālija un hlorīda, koncentrācijas ir pakļautas straujām NHP izmaiņām hidratācijas stāvokļa, skābju{0}}bāzes līdzsvara traucējumu dēļ anestēzijas-izraisītas elpošanas nomākuma vai parauga hemolīzes dēļ.

Kopējā kalcija koncentrācija ir tieši saistīta ar seruma albumīnu. Līdz ar to kopējā kalcija līmeņa izmaiņas ir matemātiski vai fizioloģiski jākoriģē attiecībā uz albumīna līmeni; kopējā kalcija līmeņa izmaiņas ne vienmēr norāda uz bioloģiski nozīmīgu funkcionālās, jonizētās kalcija frakcijas maiņu.

Klīniskās patoloģijas datu interpretācija suņiem un primātiem, kas nav cilvēkveidīgie primāti, pārsniedz standarta statistiskos salīdzinājumus starp nesēja un ārstēšanas grupām. Bioloģiskā mainīgums, sākotnējā novirze, flebotomijas artefakti, anestēzija un stresa pārvarēšana bieži rada mulsinošus datus.

Precīzs drošības novērtējums balstās uz klīniskās patoloģijas parametru holistisku integrāciju ar pētījuma plānošanas parametriem,{0}}reāllaika klīniskajiem novērojumiem, farmakokinētiskās iedarbības datiem un galīgajiem histopatoloģiskajiem rezultātiem. Stingra, sugām{2}}specifiska pieeja šīm datu kopām ir būtiska, lai preklīniskos atklājumus pārvērstu precīzos cilvēku riska novērtējumos.

Sazinieties ar Prisys Biotech

Hall, RL un Everds, NE (2003). Faktori, kas ietekmē suņu un citu primātu klīniskās patoloģijas interpretāciju.Toksikoloģiskā patoloģija, 31(1_piegāde), 6.-10. DOI: 10.1080/01926230390174878