Інтерпретація клінічної патології у собак і нелюдських приматів у доклінічних дослідженнях

Собаки інелюдиноподібні примати (NHP), зокрема собаки породи бігль і макаки циномолгуси чи резус, є важливими моделями великих тварин у доклінічній розробці ліків. Їх фізіологічна подібність до людини забезпечує трансляційну цінність для безпеки, фармакології та оцінки біомаркерів.

На відміну від гризунів, великі тварини допускають повторний забір крові та більші об’єми зразків, що дозволяє одночаснофармакокінетика (PK), токсикокінетичний (ТЗ)та клінічні оцінки патології. Однак інтерпретація клінічних патологічних даних у цих видів ускладнена біологічною мінливістю, дизайном дослідження, тваринним походженням та експериментальними процедурами. Щоб відрізнити справжню токсичність-випробуваного продукту від фізіологічного дрейфу чи процедурних артефактів, потрібне всебічне розуміння цих змінних.

У великих дослідженнях на тваринах розмір когорти за своєю суттю обмежений через етичні та практичні обмеження. Отже, базові дані до -дози мають вирішальне значення. Проведення кількох попередніх-дозових оцінок дозволяє дослідникам:

• Встановіть кожну тварину як свій власний поздовжній контроль.
• Кількісно оцінити індивідуальну біологічну мінливість.
• Визначте та виключіть викиди або нездорових тварин до рандомізації.
• Відрізняйте реакції-, спричинені стресом, від базової фізіології.

Індивідуальні відмінності особливо виражені в NHP порівняно з спеціально{0}}розведеними гризунами чи собаками. Вихідні аномалії часто включають коливання параметрів еритроцитів, спорадичне підвищення печінкових ферментів або атипові профілі білка. Якщо ці базові варіації збігаються з очікуваною фармакологічною мішенню або токсикологічним профілем досліджуваного препарату, попередній{3}}скринінг дози служить основним механізмом для запобігання хибно-позитивної інтерпретації.

Часта флеботомія для визначення фармакокінетичного профілю може спричинити ятрогенні гематологічні зрушення. Висока-частота або великий{2}}забір крові часто спричиняє зниження:

• Кількість еритроцитів (еритроцитів).
• Концентрація гемоглобіну (Hgb).
• Гематокрит (Hct)
• Загальний білок і альбумін (внаслідок гемодилюції)

Якщо функція кісткового мозку залишається незмінною, ці мікроцитарні або нормоцитарні зміни зазвичай супроводжуються компенсаторним ретикулоцитозом. Таким чином, помірне зниження параметрів еритрона необхідно порівнювати-з загальним об’ємом крові, взятої під час дослідження.

Протоколи NHP зазвичай вимагають анестезії для стримування, візуалізації або інвазивного взяття зразків. Вибір і тривалість анестезії безпосередньо впливають на клінічні показання патології. Анестезовані тварини часто виявляють змінений розподіл лейкоцитів і зсув електролітних профілів порівняно з когортами у свідомому стані, яких вручну стримували. Крім того, положення лежачи та внутрішньом’язові ін’єкції анестетика можуть спричинити субклінічну травму м’язів, що призводить до помітних стрибків креатинкінази (КК). Послідовні методи відбору проб і стандартизовані протоколи анестезії є обов’язковими на всіх етапах дослідження.

Додаткові змінні дизайну дослідження, що потребують суворого контролю, включають:

• Вік і стадія розвитку тварин
• Тривалість голодування та час щодо збору
• Порядок вибірки всередині когорти
• Спосіб і швидкість введення
• Комплексні експериментальні процедури (наприклад, хірургічне дозування, безперервні інфузії)

Собаки та NHP мають більшу тривалість життя еритроцитів, ніж гризуни, змінюючи кінетику розвитку анемії та відновлення кісткового мозку. Після гострої крововтрати великі тварини демонструють нижчий початковий відсоток ретикулоцитів і більш поступову регенеративну відповідь.

У макак базові характеристики еритроцитів (такі як середній корпускулярний об’єм) корелюють із географічним походженням (наприклад, китайські мавпи проти камбоджійських та мавританських яванських мавп). Використання тварин з одного географічного джерела мінімізує базовий шум. Крім того, субклінічні фонові патогени (такі як гемопаразити або латентні вірусні інфекції) можуть пригнічувати еритропоез, і їх необхідно виявляти під час карантину.

Профілі лейкоцитів дуже залежать- від виду. У собак домінують нейтрофіли-, тоді як здорові NHP демонструють більш збалансований або лімфоцито{3}}домінантний розподіл. Ці базові відмінності визначають різні моделі проявів під час системного запалення.

Крім того, фізичне обмеження, нове середовище або страх викликають швидке вивільнення катехоламінів і глюкокортикоїдів. Ця реакція на стрес викликає незначну мобілізацію пулу, що проявляється як транзиторний нейтрофільоз і лімфопенія. Оскільки NHP дуже чутливі до стресу, ізольовані зміни в кількості лейкоцитів-за відсутності відповідних клінічних ознак або гістопатологічних доказів запалення тканин-слід інтерпретувати з обережністю.

Кінетика коагуляції залежить від виду. Початковий протромбіновий час (ПЧ) за своєю суттю коротший у собак, ніж у людей, і дефіцит ідіосинкразичного фактора може спричинити ізольоване, не пов’язане з-препаратами-подовження ПЧ у окремих собак. У дослідженнях NHP аналізи активованого часткового тромбопластинового часу (АЧТЧ) є дуже чутливими до мінливості партії реагентів і поводження зі зразком (наприклад, часткове згортання під час збору). Якщо коагуляційний каскад є відомою мішенню досліджуваного продукту, обов’язковими є точне відповідність базової лінії та однорідні партії реагентів.

Аланін-амінотрансфераза (АЛТ) є стандартним біомаркером гепатоцелюлярного витоку. У молодих спеціально{1}}розведених собак породи бігль початкові діапазони АЛТ є вузькими, що дозволяє виявити незначні зміни печінки,-спричинені лікуванням. І навпаки, літні собаки та NHP демонструють ширші фізіологічні варіації.

У макак часто спостерігаються тимчасові,-самобмежувальні стрибки АЛТ через фонові зміни печінки або субклінічні вірусні спалахи. Отже, одно{2}}точкове підвищення рівня печінкових ферментів потребує підтвердження за допомогою одночасних біомаркерів (наприклад, аспартатамінотрансферази, загальної кількості жовчних кислот), функціональних аналізів і гістопатологічної оцінки.

Лужна фосфатаза (ЛФ) і гамма-глутамілтрансфераза (ГГТ) служать індикаторами гепатобіліарного або холестатичного захворювання. У той час як ALP дуже чутливий до холестазу у собак, він менш специфічний для NHP через значний внесок ізоферментів кісток і кишечника, особливо у молодих тварин, що ростуть. GGT часто є більш надійним біліарним маркером у моделях NHP.

Азот сечовини крові (BUN) і креатинін сироватки залишаються стандартними показниками клубочкової фільтрації, незважаючи на їхню нечутливість до ниркової недостатності на ранніх-стадіях. Собаки підтримують відносно вузькі фізіологічні діапазони для цих аналітів, що спрощує ідентифікацію легких змін нирок. Навпаки, NHP представляють широкий базовий діапазон, що ускладнює охарактеризування тонких зрушень.

Оскільки BUN залежить від катаболізму білка, споживання їжі та стану гідратації, його слід інтерпретувати разом із креатиніном. Аналіз сечі надає важливий контекст, але збір зразків у великих тварин-часто передбачає збирання проб протягом ночі-створює ризики випаровування, фекального забруднення або руйнування клітин. Якщо нефротоксичність є основною проблемою, рекомендована ультразвукова-цистоскопія або спеціалізована метаболічна клітка.

Підвищення креатинкінази (КК) є поширеним явищем у дослідженнях NHP. Вони часто обумовлені фізичним захопленням, обмеженням, внутрішньом’язовими ін’єкціями або тривалим лежачим положенням під анестезією, а не системною токсичністю досліджуваного препарату. Щоб запобігти неправильному тлумаченню, ізольовані стрибки КК слід оцінювати відносно:

• Хронологічна близькість до стресових подій або ін'єкцій
• Чітка дозо{0}}залежність у групах лікування
• Су-активація більш специфічних тканинних маркерів
• Одночасні зміни аспартатамінотрансферази (АСТ) і лактатдегідрогенази (ЛДГ)

Для оцінки кардіотоксичності слід використовувати серцеві тропоніни (I або T), оскільки вони забезпечують кращу кардіоспецифічність порівняно з традиційними ферментативними маркерами як у собак, так і у NHP.

Метаболізм глюкози та ліпідів у NHP дуже чутливий до стресових факторів навколишнього середовища та змін дієти. Індуковане-вивільнення адреналіну зазвичай викликає швидкий глікогеноліз, що призводить до тимчасової гіперглікемії. Графіки годування також викликають виражені коливання тригліцеридів і холестерину в сироватці крові.

NHP також демонструють вищі та більш варіабельні базові концентрації сироваткового білка, ніж у гризунів. Зрушення у фракціях альбуміну та глобуліну часто відображають не-специфічну-запальну реакцію гострої-фази на процедури, субклінічні інфекції або змінений стан харчування, а не пряму токсичність-цільового органу.

Концентрації електролітів у сироватці крові, зокрема натрію, калію та хлориду, піддаються швидким змінам NHP через стан гідратації, кислотно-лужний дисбаланс внаслідок пригнічення дихання, -спричиненого анестезією, або гемолізу зразка.

Загальні концентрації кальцію безпосередньо зв’язані з сироватковим альбуміном. Отже, зміни загального кальцію повинні бути математично або фізіологічно скориговані на рівні альбуміну; зміни загального кальцію не обов'язково вказують на біологічно значущий зсув у функціональній іонізованій фракції кальцію.

Інтерпретація клінічних патологічних даних у собак і нелюдських приматів виходить за рамки стандартних статистичних порівнянь між носієм і групами лікування. Біологічна мінливість, дрейф базової лінії, артефакти флеботомії, анестезія та стрес часто вводять плутані дані.

Точна оцінка безпеки ґрунтується на цілісній інтеграції параметрів клінічної патології з параметрами плану дослідження,-клінічними спостереженнями в реальному часі, даними фармакокінетичної експозиції та остаточними гістопатологічними результатами. Суворий підхід до-специфічних видів даних до цих наборів даних має важливе значення для перетворення доклінічних результатів у точні оцінки ризику для людини.

Зверніться до Prisys Biotech

Холл, Р. Л. та Евердс, штат Невада (2003). Фактори, що впливають на інтерпретацію клінічної патології собак і приматів.Токсикологічна патологія, 31(1_додаток), 6-10. DOI: 10.1080/01926230390174878