Interpretace klinické patologie u psů a subhumánních primátů v preklinických studiích

Psi asubhumánní primáti (NHP), zejména psi bígl a cynomolgus nebo makakové rhesus, jsou základními velkými zvířecími modely v preklinickém vývoji léčiv. Jejich fyziologické podobnosti s lidmi poskytují translační hodnotu pro bezpečnost, farmakologii a hodnocení biomarkerů.

Na rozdíl od hlodavců jsou velká zvířata vhodná pro opakované odběry krve a větší objemy vzorků, což umožňuje souběžný odběrfarmakokinetické (PK), toxikokinetika (TK)a hodnocení klinické patologie. Interpretace klinických patologických dat u těchto druhů je však zkreslena biologickou variabilitou, designem studie, zvířecím původem a experimentálními postupy. Rozlišení skutečné toxicity související s testovaným článkem- od fyziologického posunu nebo procedurálních artefaktů vyžaduje komplexní pochopení těchto proměnných.

Ve studiích na velkých zvířatech jsou velikosti kohorty ze své podstaty omezeny z důvodu etických a praktických omezení. V důsledku toho jsou kritická data před-základní dávkou. Provádění vícenásobných vyhodnocení před-dávkou umožňuje zkoušejícím:

• Stanovte každé zvíře jako jeho vlastní podélnou kontrolu.
• Kvantifikujte individuální biologickou variabilitu.
• Před randomizací identifikujte a vylučte odlehlá nebo nezdravá zvířata.
• Odlišení stresových reakcí vyvolaných manipulací- od základní fyziologie.

Jednotlivé variace jsou zvláště výrazné u NHP ve srovnání s účelově-chovanými hlodavci nebo psy. Základní anomálie často zahrnují fluktuující parametry erytrocytů, sporadické zvýšení jaterních enzymů nebo atypické proteinové profily. Pokud se tyto základní odchylky překrývají s předpokládaným farmakologickým cílem nebo toxikologickým profilem testovaného výrobku, slouží screening před dávkou jako primární mechanismus k zabránění falešně -pozitivním interpretacím.

Častá flebotomie pro farmakokinetické profilování může vyvolat iatrogenní hematologické posuny. Vysoký-frekvence nebo vysoký-objem krve často způsobuje pokles:

• Počet červených krvinek (RBC).
• Koncentrace hemoglobinu (Hgb).
• hematokrit (Hct)
• Celkový protein a albumin (v důsledku hemodiluce)

Pokud funkce kostní dřeně zůstane nedotčena, jsou tyto mikrocytické nebo normocytární změny typicky doprovázeny kompenzační retikulocytózou. Mírné poklesy parametrů erythronu proto musí být porovnány-s celkovými objemy krve odebranými v průběhu studie.

Protokoly NHP běžně vyžadují anestezii pro omezení, zobrazování nebo invazivní odběr vzorků. Volba a trvání anestezie přímo ovlivňují výsledky klinické patologie. Zvířata v anestezii často vykazují změněnou distribuci leukocytů a posunuté profily elektrolytů ve srovnání s bdělými, manuálně drženými kohortami. Kromě toho injekce vleže a intramuskulární anestetické injekce mohou způsobit subklinické svalové trauma, což vede k výrazným špičkám kreatinkinázy (CK). Důsledné odběrové techniky a standardizované anestetické protokoly jsou povinné ve všech fázích studie.

Mezi další proměnné designu studie vyžadující přísnou kontrolu patří:

• Věk a vývojová fáze zvířat
• Trvání půstu a načasování vzhledem k odběru
• Pořadí vzorkování v rámci kohorty
• Cesta a rychlost podání
• Skládání experimentálních postupů (např. chirurgické dávkování, kontinuální infuze)

Psi a NHP mají delší životnost erytrocytů než hlodavci, což mění kinetiku rozvoje anémie a zotavení kostní dřeně. Po akutní ztrátě krve velká zvířata vykazují nižší výchozí procento retikulocytů a pozvolnější regenerační odpověď.

U makaků korelují základní charakteristiky erytrocytů (jako je střední korpuskulární objem) s geografickým původem (např. čínská vs. kambodžská vs. mauricijské opice cynomolgus). Využití zvířat z jednoho geografického zdroje minimalizuje základní hluk. Kromě toho mohou subklinické pozadí patogenů (jako jsou hemoparaziti nebo latentní virové infekce) potlačit erytropoézu a musí být během karantény vyřazeny.

Profily leukocytů jsou vysoce druhově-specifické. Psi jsou neutrofilní-dominantní, zatímco zdravé NHP vykazují vyváženější nebo lymfocytární-dominantní distribuci. Tyto základní rozdíly diktují odlišné vzorce projevů během systémového zánětu.

Kromě toho fyzické omezení, nové prostředí nebo strach spouští rychlé uvolňování katecholaminů a glukokortikoidů. Tato stresová reakce indukuje mobilizaci marginálního poolu, projevující se jako přechodná neutrofilie a lymfopenie. Vzhledem k tomu, že NHP jsou vysoce citlivé na zvládání stresu, izolované posuny v počtu bílých krvinek -bez korelačních klinických příznaků nebo histopatologických známek zánětu tkáně- by měly být interpretovány opatrně.

Kinetika koagulace se liší podle druhu. Výchozí protrombinový čas (PT) je u psů přirozeně kratší než u lidí a deficity idiosynkratických faktorů mohou u jednotlivých psů způsobit izolované prodloužení PT nesouvisející s -lékem-. Ve studiích NHP jsou testy aktivovaného parciálního tromboplastinového času (APTT) vysoce citlivé na variabilitu šarže reagencií a manipulaci se vzorkem (např. částečné srážení během odběru). Když je koagulační kaskáda známým cílem testovaného předmětu, je naprosto nezbytné, aby se přesně odpovídala základní linie a jednotné šarže reagencií.

Alanin aminotransferáza (ALT) je standardním biomarkerem pro hepatocelulární únik. U mladých, účelově{1}}chovaných psů bíglů jsou základní rozmezí ALT úzké, což umožňuje detekci jemných, léčbou{2}}navozených jaterních změn. Naopak starší psi a NHP vykazují širší fyziologické variace.

Makakové často vykazují přechodné, samo{0}}omezující skoky ALT v důsledku jaterních změn na pozadí nebo subklinických virových vzplanutí. Jedno{2}}bodové zvýšení jaterních enzymů proto vyžaduje potvrzení prostřednictvím souběžných biomarkerů (např. aspartátaminotransferáza, celkové žlučové kyseliny), funkčních testů a histopatologického hodnocení.

Alkalická fosfatáza (ALP) a gama-glutamyltransferáza (GGT) slouží jako indikátory hepatobiliárního nebo cholestatického onemocnění. Zatímco ALP je vysoce citlivá na cholestázu u psů, je méně specifická u NHP kvůli významnému podílu kostních a střevních izoenzymů, zejména u mladých, rostoucích zvířat. GGT je u modelů NHP často spolehlivějším biliárním markerem.

Dusík močoviny v krvi (BUN) a sérový kreatinin zůstávají standardními indikátory glomerulární filtrace, a to navzdory jejich necitlivosti k časnému-stadiu poškození ledvin. Psi udržují relativně úzké fyziologické rozmezí pro tyto analyty, což zjednodušuje identifikaci mírných renálních změn. Naproti tomu NHP představují široký základní rozsah, takže jemné posuny je obtížnější charakterizovat.

Protože BUN je ovlivněn katabolismem bílkovin, příjmem potravy a stavem hydratace, musí být interpretován společně s kreatininem. Analýza moči poskytuje základní kontext, ale odběr vzorků u velkých zvířat-často zahrnující odběr přes noc na pánvi- představuje riziko vypařování, fekální kontaminace nebo buněčné degradace. Pokud je primárním problémem nefrotoxicita, doporučuje se časovaná, ultrazvukem řízená cystoskopie{4}} nebo specializovaná metabolická klec.

Zvýšení kreatinkinázy (CK) je ve studiích NHP běžné. Často jsou poháněny fyzickým zachycením, omezením, intramuskulárními injekcemi nebo prodlouženým ležením v anestezii spíše než systémovou toxicitou testovaného předmětu. Aby se předešlo chybné interpretaci, měly by být izolované špičky CK hodnoceny proti:

• Chronologická blízkost stresových událostí nebo injekcí
• Jasná závislost-na dávce napříč léčebnými skupinami
• Spolu{0}}aktivace specifičtějších tkáňových markerů
• Současné změny aspartátaminotransferázy (AST) a laktátdehydrogenázy (LDH)

Pro hodnocení kardiotoxicity by měly být použity srdeční troponiny (I nebo T), protože nabízejí lepší kardiospecifitu než tradiční enzymatické markery u psů i NHP.

Metabolismus glukózy a lipidů u NHP je vysoce citlivý na environmentální stresory a dietní změny. Manipulace s -indukovaným uvolňováním epinefrinu běžně spouští rychlou glykogenolýzu, která vede k přechodné hyperglykémii. Krmné režimy také způsobují výrazné kolísání sérových triglyceridů a cholesterolu.

NHP také vykazují vyšší a variabilnější základní koncentrace sérových proteinů než hlodavci. Posuny ve frakcích albuminu a globulinu často odrážejí ne-specifické akutní-fáze zánětlivé reakce na procedury, subklinické infekce nebo změněné nutriční stavy, spíše než přímou toxicitu pro cílové-orgány.

Koncentrace elektrolytů v séru, zejména sodíku, draslíku a chloridů, podléhají rychlým změnám v NHP v důsledku stavu hydratace, acid{0}}nerovnováze bazické rovnováhy v důsledku anestezie-indukované respirační deprese nebo hemolýzy vzorku.

Celkové koncentrace vápníku jsou přímo vázány na sérový albumin. V důsledku toho musí být změny celkového vápníku matematicky nebo fyziologicky korigovány na hladiny albuminu; změny celkového vápníku nemusí nutně znamenat biologicky relevantní posun ve funkční, ionizované frakci vápníku.

Interpretace klinických patologických dat u psů a nehumánních primátů přesahuje standardní statistická srovnání mezi vehikulem a léčebnými skupinami. Biologická variabilita, posun základní linie, artefakty flebotomie, anestezie a zvládání stresu často přinášejí matoucí údaje.

Přesné posouzení bezpečnosti závisí na holistické integraci parametrů klinické patologie s parametry návrhu studie, klinickými pozorováními v reálném čase-, farmakokinetickými údaji o expozici a definitivními histopatologickými výsledky. Přísný, druhově-specifický přístup k těmto souborům dat je nezbytný pro převedení preklinických zjištění do přesných hodnocení rizik pro člověka.

Kontaktujte Prisys Biotech

Hall, RL, & Everds, NE (2003). Faktory ovlivňující interpretaci klinické patologie u psů a primátů.Toxikologická patologie, 31(1_suppl), 6-10. DOI: 10.1080/01926230390174878