Nova pretklinička paradigma za testiranje terapeutika protiv starenja

Sažetak

Ispitivanje lijekova zaefekti protiv starenjapovijesno su se provodile u studijama životnog vijeka miševa, ali su skupe i dugotrajne, i još mnogo togašto je još važnije, teško ga je rekapitulirati kod ljudi. U Dodatku,studije životnog vijekakod miševa nisu dobro prilagođenitestiranje lijekakombinacije koje ciljajuviše čimbenika uključenih u starenje. Potrebne su dodatne paradigme za testiranje terapeutika usmjerenih na usporavanje starenja. Nova paradigma, označenakao Geropathology Grading Platform (GGP), temelji se na standardiziranom skupu smjernica razvijenih za otkrivanje prisutnosti ili odsutnosti niskog utjecajahistopatoloških lezija i odrediti razinu ozbiljnosti lezija visokog utjecaja u organima starih miševa. GGP stvara anumerički rezultat za svaku leziju povezanu sa starenjem u organu, zbrojen za ukupne lezije i prosječan na više miševa kako bi se dobila kompozitna lezijarezultat (CLS). Preliminarne studije pokazuju da platforma stvara CLS-ove koji se povećavaju s dobi miševa na način ovisan o organima. TheCLS-ovi su dovoljno osjetljivi da otkriju promjene izazvane intervencijama koje produljuju životni vijek miša i tako pomažu potvrditi GGP kao novi alatza mjerenje biološkog starenja. Iako je trenutno optimiziran za miševe, GGP se može prilagoditi bilo kojempredklinički životinjski model. 

Ključne riječi:Platforma za ocjenjivanje geropatologije—Starenje—Starečke lezije kod miševa—Pretkliničko ispitivanje lijekova—Terapeutici protiv starenja

Kliknite ovdje da biste upoznali Herba Cistanche protiv starenja

Trenutno se pretklinička ispitivanja terapijskih intervencija usporavajustarenje se uglavnom provodi mjerenjem životnog vijeka kao ishoda kod miševa.Međutim, to je relativno skupo i dugotrajno. Nadalje,životni vijek ne može se koristiti kao krajnja točka u kliničkim ispitivanjima na ljudima,jer cijena postaje previsoka. Osim toga, studije životnog vijekana miševima su predugi i skupi da bi se učinkovito testirale kombinacije lijekovakoji ciljaju na više puteva starenja. Dakle, nove krajnje točke i metodepotrebni su za pretklinička ispitivanja ili probir terapeutikausmjeren na usporavanje starenja.Za rješavanje ove potrebe, nova paradigma, označena kaoPlatforma za ocjenjivanje geropatologije (GGP) (1), nedavno je razvijenod strane Geropathology Grading Committee, aktivna komponentaNeuropatološke istraživačke mreže koju financira NIAR24 grant (Warren Ladiges, PI). Povjerenstvo se sastoji od predsjednika(Warren Ladiges) i šest certificiranih veterinarskih patologa:Denny Liggitt, DVM, PhD, Odjel za komparativnu medicinu,Sveučilište Washington, Seattle, Washington; Jessica M. Snyder,DVM, MS, Zavod za komparativnu medicinu, SveučilišteWashington, Seattle, Washington; Tim Snider, DVM, Ph.D.,Odjel za veterinarsku patologiju, Državno sveučilište Oklahoma,Stillwater, Oklahoma; Erby Wilkinson, DVM, PhD, Department ofPatologija, Sveučilište Michigan, Ann Arber, Michigan; DeniseM. Imai, DVM, PhD, Odjel za komparativnu patologiju,Kalifornijsko sveučilište, Davis, Davis, Kalifornija; i Smitha P.S.Pillai, DVM, PhD, Centar za istraživanje raka Fred Hutchinson, Seattle,Washington.

GGP se temelji na standardnom skupu smjernica razvijenih za (i)otkriti histološku prisutnost ili odsutnost lezija niskog utjecaja uviše organa i (ii) izmjeriti razinu ozbiljnosti snažnog udaralezije povezane sa starenjem, kod miševa (2,3). Platforma je dizajnirana dagenerirati numerički rezultat za svaku leziju u određenom organu tako daukupni rezultat lezije dobiva se zbrajanjem svakog rezultata lezije za toorgan za jednog miša. Ukupni rezultati lezija su prosječni za svemiševa u određenoj kohorti kako bi se dobila kompozitna ocjena lezije (CLS)za taj organ (4). CLS se tada može koristiti za usporedbu odgovorana liječenje lijekovima tijekom vremena, odrediti učinak promjena u genuizražavanja, ili istražiti utjecaj izazova okoliša urazne pretkliničke studije starenja. Ova platforma je naviklausporedi CLS kod 8-, 16-, 24- i 32-mjesečnih mužjaka C57BL/6nia(B6) i mišji sojevi C57BL/6nia × BALB/cnia F1 (CB6F1). Kaomože se vidjeti uSlika 1A, CLS u četiri organa, srce, pluća, bubreg, a jetra za B6 miševe povećala se ovisno o dobi kaopredvidio. Jasno je vidljivo da je najveća stopa povećanja CLSbila između 16 i 24 mjeseca. Nadalje, postojale su razlikeu stopi porasta CLS između pojedinih organa. Sličnouzorak je također viđen kod CB6F1 miševa (Slika 1B) što ukazuje da jeporast CLS-a povezan s dobi nije ovisio o soju.

Jedna od prednosti GGP-a kao novog testiranja na droge paradigma je da se razlike mogu vidjeti u CLS-u kod miševa srednje dobitretiran lijekom protiv starenja u samo nekoliko mjeseci. Za ispitplatforma je korištena za usporedbu CLS-a u B6 miševa liječenih srapamicin tijekom 2 mjeseca, s početkom liječenja u dobi od 24 mjeseca.Mikrokapsulirani rapamicin isporučen je u hrani pri 42 ppm.Kao što se može vidjeti uSlika 1C, miševi tretirani rapamicinom imali su značajnoniži CLS u više organa u usporedbi s miševima koji su primali placebo.Eksperimenti s dodatnim lijekovima protiv starenja pomogli bi u daljnjempotvrditi ova početna zapažanja. CLS je također dobro korelirao s ostalimmjere opadanja povezanog sa starenjem kao što je prikazano na primjeru srčanogstarenje uSlika 1D. Indeks mase lijevog ventrikula, kvantificiran ECHO-om,je mjera kronične progresivne srčane bolesti i disfunkcije.CLS srca promijenio se dramatičnije od lijeve klijetkeindeks mase tijekom istog razdoblja života, što sugerira da bi CLS mogao biti avrlo osjetljiv pokazatelj srčane disfunkcije povezane sa starenjem. Sekunduprimjer je povećanje lezija karpalnog zgloba ovisno o dobisa starenjem povezanim smanjenjem snage stiska prednje šape(5). Ova opažanja pomažu potvrditi GGP kao način mjerenjabiološko starenje. To je kritično za i ubrzava tempo testiranjaterapije usmjerene na starenje. Potreban je daljnji rad na usklađivanju GGP-as studijama životnog vijeka miša, drugim mjerama starenja, na primjer,slabost i krajnje točke molekularne patologije koje se lako prevode (6).

Platforma se stoga može koristiti na brz i osjetljiv načinspremno testirati ne samo pojedinačne lijekove već i kombinacije lijekova kojeciljaju različite molekularne putove povezane sa starenjem. GGPtakođer otkriva koji su organi najviše zahvaćeni određenim zahvatom. To može pomoći pri budućim kliničkim ispitivanjima i krajnjim točkamatreba mjeriti. GGP će se proširiti na dodatne organei skupovi tkiva uključujući skeletne mišiće, prednju šapu koja se sastoji od zglobovai kost, glava koja se sastoji od nosne šupljine, zuba, očiju, ušiju, mozga imoždanog debla i reproduktivnih organa. Odbor GGP radidovršiti smjernice za ocjenjivanje ovih orgulja u bliskoj budućnosti.

Slika 1.Kompozitni rezultati lezija koje generira Geropathology Grading Platform kod miševa mijenjaju se ovisno o dobi i lijekovima. (A) Kompozitna lezijarezultati u četiri dobne skupine muških miševa C57BL/6N rastu s porastom dobi i na način ovisan o organima,N= 12/kohorta. (B) Kompozitna lezija upisuje se učetiri dobne skupine muških miševa CB6F1 povećavaju se s dobi i na način ovisan o organima,N= 12/kohorta. (C) Rezultati kompozitnih lezija su potisnutikod C57BL/6 miševa starih 24- mjeseci nakon 2 mjeseca oralnog rapamicina, 42 ppm,N= 6–7/kohorta,pManje od ili jednako 0,05. (D) Rezultati kompozitnih lezija u srcu povećavaju se u poravnanjus indeksom mase lijevog ventrikula (LVMI) i težinom organa kao mjerama progresije srčanog opadanja s povećanjem starosti kod C57BL/6N miševa,N= 12/kohorta.

FinanciranjeOvaj rad je podržan od strane NIA R24 AG047115 (WL, PI), NIA R01AG031764 (PR, PI), NIA P01 AG043376 (LN) i predstavljeno naGeropatološka radionica u sklopu godišnje skupštineAmerička udruga za starenje u Seattleu, Washington, lipanj 2016.

Sukob interesaAutori navode da nemaju sukob interesa za deklarirati.

Reference

1. Ladiges W, Ikeno Y, Niedernhofer L, et al. Neuropatološka istraživanjamreža: interdisciplinarni pristup za integraciju patologije uistraživanja starenja.J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2016;71:431–434. doi:10.1093/gerona/glv079

2. Treuting PM, Linford NJ, Knoblaugh SE, et al. Smanjenje dob-associuzrokovala patologiju kod starih miševa prekomjernom ekspresijom katalaze u mitohondrijima.J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2008;63:813-822. PMID: 18772461

3. Ladiges W, Ikeno Y, Liggitt D, Treuting PM. Patologija je kritičan aspektpretkliničkih studija starenja.Pathobiol Aging Age Relat Dis. 2013;3:22451. doi:10.3402/pba.v3i0.22451

4. Ladiges W. Patološka procjena je neophodna za validaciju translacijekrajnje točke u pretkliničkim studijama starenja.Pathobiol Aging Age Relat Dis. 2016;6:31478. doi:10.3402/pba.v6.31478

5. Ge X, Cho A, Ciol MA, Pettan-Brewer C, Rabinovitch P, Ladiges W.Snaga stiska potencijalno je rani pokazatelj opadanja povezanog s godinamamiševi.Pathobiol Aging Age Relat Dis. 2016;6:32981. doi:10.3402/pba.v6.32981 

6. Niedernhofer LJ, Kirkland JL, Ladiges W. Kraj molekularne patologijebodova korisnih za studije starenja.Starenje Rev. 2016. doi:10.1016/j.arr.2016.09.012 [Epub prije tiska].

Pitajte za više:

E-pošta:wallence.suen@wecistanche.com Whatsapp plus 86 15292862950