أزرق الميثيلين وALS: لماذا تختلف النتائج بين النماذج التجريبية

عند البحث عن أزرق الميثيلين وALS، ستجد ادعاءين يبدوان متناقضين. يقول أحدهما إن الصبغة الزرقاء حمت الخلايا العصبية في نماذج ALS. ويقول الآخر إنها لم تُحدث أي أثر في فأر مصاب بنموذج ALS. يستشهد كلا الادعاءين بأبحاث حقيقية، وكلا البحثين يستحق أن يؤخذ بجدية. يختفي هذا التناقض بمجرد توضيح المفهوم الكامن وراء كل تجربة: النموذج هو حدود الادعاء.

النتيجة في دودة هي ادعاء يتعلق بدودة. والنتيجة في سمكة يرقية هي ادعاء يتعلق بسمكة يرقية. ولا تصبح أي منهما ادعاءً يتعلق بمريض ما لم يؤيد ذلك مسار مرضي في الثدييات. تقارن هذه المقالة بين البحثين الأكثر استشهادًا بهما جنبًا إلى جنب حتى يتضح سبب اختلاف إجابتيهما.

التجربتان في جدول واحد

احتفظ بهذا الجدول أمامك أثناء القراءة. فهو يتضمن كل الفروق المهمة بين الدراستين.

تختلف العوامل الوراثية، وتختلف الأنواع، ويختلف طريق إعطاء الجرعة، ويختلف التوقيت، وتختلف نقاط النهاية. النمط الجيني ليس سوى واحد من خمسة اختلافات، لذلك لا يمكن لهذه المقارنة إثبات أن أزرق الميثيلين يعمل انتقائيًا على مسار واحد في ALS. لكنها تثبت شيئًا أضيق نطاقًا وما يزال مفيدًا: الإنقاذ القوي تحت التعرض المباشر المبكر في النماذج البسيطة لم ينتقل إلى مسار مرضي مزمن في الثدييات مع إعطاء فموي.

النتيجة الإيجابية: ما الذي أظهرته دراسة الديدان والأسماك

عبّرت دراسة الديدان والأسماك لعام 2012 عن TDP-43 أو FUS البشري الطافر في الخلايا العصبية الحركية للديدان، وحقنت mRNA بشريًا طافرًا في أجنة الأسماك. هذه نماذج للسمية البروتينية. وهي تعيد إنتاج التأثيرات السامة للبروتين الطافر على الحركة وشكل الخلايا العصبية على مدى أيام، وليس المسار الكامل لـ ALS لدى البشر البالغين على مدى سنوات.

بدأ العلاج في وقت مبكر جدًا. نمت الديدان على آغار يحتوي على أزرق الميثيلين منذ الفقس. وبقيت أجنة الأسماك في محلول الدواء طوال الليل بدءًا من 24 ساعة بعد الإخصاب، مع اختبار السلوك بعد نحو يومين. لم يكن هناك حاجز دموي دماغي يفصل الدواء عن الخلايا العصبية بالطريقة الموجودة في الثدييات، ولم يُقَس مستوى الدواء في البلازما أو الدماغ.

في ظل هذه الظروف، كانت التأثيرات كبيرة ومتسقة. خفّض كل من 6 و60 μM الشلل المعتمد على العمر لدى ديدان TDP-43 وFUS. في اليوم 12 من البلوغ، كان نحو 80 بالمئة من ديدان TDP-43 غير المعالجة مصابة بالشلل، مقابل نحو 10 بالمئة من الديدان التي عولجت منذ الفقس. وأشار اختبار للمشابك العصبية إلى الاتجاه نفسه: كانت ديدان TDP-43 شديدة الحساسية للألديكارب، وهو دواء يُستخدم لاستكشاف النقل العصبي العضلي، وحوّل أزرق الميثيلين الاستجابة نحو المستوى الطبيعي. وانخفضت أعداد امتدادات الخلايا العصبية الحركية المتنكسة، وكان أوضح تأثير عند 60 μM. وفي الأسماك، تحسنت السباحة المحفزة باللمس بدرجة كبيرة، وعادت المحاور العصبية الحركية القصيرة للنمو نحو الطول الطبيعي عند 30 أو 60 μM، مع أن الإنقاذ كان جزئيًا وليس كاملًا.

توافقت بيانات الإجهاد التأكسدي مع تفسير مضاد للأكسدة. أظهرت الديدان والأسماك الطافرة ارتفاعًا في مؤشرات أنواع الأكسجين التفاعلية، وانخفضت هذه المؤشرات مع العلاج، كما نجت الديدان الطبيعية المعالجة بأزرق الميثيلين من تحدٍ مؤكسد لفترة أطول بكثير من الديدان غير المعالجة. لكن هناك حدّين مهمين. لم تنخفض المستويات الإجمالية لبروتيني TDP-43 وFUS الطافرين، ولم تقِس الدراسة مباشرةً تجمعات البروتين، ولذلك فهي تُظهر إنقاذًا وظيفيًا من دون إثبات إزالة التجمعات. وينبغي لمن يتابع طريقة صياغة فرضيات الأكسدة والاختزال والميتوكوندريا عادةً أن يتعامل مع الآلية على أنها مدعومة ولكن غير محسومة.

كان التوقيت أكثر التفاصيل دلالة. عندما انتظر الباحثون حتى اليوم 5 من البلوغ لبدء العلاج، بلغ معدل الشلل في اليوم 12 نحو 55 بالمئة بدلًا من نحو 10 بالمئة عند بدء العلاج منذ الفقس. الدواء نفسه، والدودة نفسها، والطفرة نفسها، لكن التأثير أصغر بكثير. كان للتعرض الوقائي المبكر دور كبير في الفائدة الظاهرة.

النتيجة السلبية: ما الذي أظهرته دراسة فئران SOD1

طرحت دراسة الفئران لعام 2011 سؤالًا أصعب ضمن نظام أكثر صرامة. تتقدم حالة فئران SOD1 G93A المتماثلة وراثيًا من رعشة الأطراف الخلفية إلى اضطراب المشي وفقدان منعكس الاستقامة، وصولًا إلى نقطة نهائية محددة مسبقًا. بدأ العلاج قبل ظهور الأعراض في اليوم 45 واستمر يوميًا، وكان المراقبون يقيّمون الحالة العصبية على مقياس من 0 إلى 6. هذه تجربة تغطي مسار المرض كاملًا، ما يجعلها أقرب إلى ما قد يهم المريض من أي منحنى للشلل في دودة.

كانت الإجابات الرئيسية سلبية. بدأ المرض إجمالًا عند 121 يومًا في المجموعة الضابطة مقابل 124 يومًا مع أزرق الميثيلين، وهو فرق لم يكن ذا دلالة إحصائية. وبلغ البقاء حتى المرحلة النهائية 167 يومًا مقابل 170 يومًا، وهو أيضًا فرق غير ذي دلالة إحصائية. مالت بعض التحليلات الثانوية لمصلحة العلاج: أظهرت الإناث تأخرًا في بدء المرض بنحو 7 أيام، وقضت الحيوانات المعالجة وقتًا أطول إلى حد ما في المراحل الأخف ووقتًا أقل في المراحل الشديدة. ومع صغر المجموعات الفرعية بحسب الجنس وكثرة المقارنات بين المراحل، تُقرأ هذه النتائج بوصفها مولدة للفرضيات لا دليلًا حاسمًا. لم تُقَس أعداد الخلايا العصبية، ولا تجمعات SOD1، ولا المؤشرات التأكسدية أو الالتهابية، لذلك لا تستطيع الدراسة أيضًا تحديد ما إذا كان الدواء قد وصل إلى أهدافه ثم فشل، أم أنه ببساطة لم يؤثر فيها بهذه الجرعة. ولم تُختبر سوى جرعة واحدة.

أشار الباحثون أنفسهم إلى أعمق القيود، وهو قيد ينطبق في الاتجاهين. تمثل نماذج SOD1 G93A عالية النسخ مرض SOD1 السام تمثيلًا جيدًا، لكن مرض SOD1 لا يمثل سوى جزء صغير من ALS العائلي وتختلف بيولوجيته عن معظم الحالات المتفرقة. واقترحوا إعادة اختبار المركبات المرشحة في نماذج ثديية قائمة على TDP-43. وقد أصبح هذا الاقتراح أكثر تعقيدًا منذ ذلك الحين، لأن باحثي دراسة الديدان والأسماك أشاروا إلى أن دراسة منفصلة لأزرق الميثيلين في فئران TDP-43 لم تنجح أيضًا في تحسين النتائج الحركية. لذلك قد يبدو مركب ما قويًا في نظام TDP-43 واحد ومعدوم الأثر في نظام TDP-43 آخر. للنظام أهمية لا تقل عن أهمية الجين.

لماذا لا يمكن للتحسن في دودة أو سمكة أن يثبت فائدة لدى المرضى

يمكن النظر إلى كل نموذج على أنه يجيب عن سؤال مختلف.

أولًا، تختلف البيولوجيا. TDP-43 وFUS بروتينان رابطان للأحماض النووية ولهما تفاعلات وراثية مشتركة في هذه الأنظمة البسيطة، بينما تعمل سمية SOD1 عبر آليات قريبة ومتميزة جزئيًا. الدواء الذي يخفف نوعًا من الإجهاد الناتج عن السمية البروتينية ليس بالضرورة أن يخفف النوع الآخر، كما أن النجاح ضد فرط التعبير الجنيني لا يعني بالضرورة القدرة على التنبؤ بالنجاح ضد التنكس العصبي البطيء لدى البالغين المصحوب بالالتهاب ومشاركة الخلايا الدبقية والتدهور الجهازي.

ثانيًا، يختلف التعرض. التعرض المستمر بالغمر بتركيزات ميكرومولارية ليس هو الإعطاء الفموي. فامتصاص الأمعاء، واستقلاب المرور الأول، والارتباط ببروتينات البلازما، والنفاذ إلى الدماغ، والتخلص من الدواء كلها عوامل تقع بين الجرعة المبتلعة والخلايا العصبية الحركية في الحبل الشوكي. لم تقِس أي من الدراستين مستويات الدواء في الجهاز العصبي، لذلك لا تستطيع أي منهما ربط تركيزها بتركيز الدراسة الأخرى.

ثالثًا، يختلف التوقيت. اعتمدت الفوائد في الديدان والأسماك بدرجة كبيرة على بدء العلاج قبل تراكم التغيرات المرضية. وبدأ علاج الفئران أيضًا قبل ظهور الأعراض، وهي نقطة قوة، لكن العلاج لدى البشر يبدأ في الغالب بعد ظهور الأعراض، أي في وقت متأخر أكثر. الإشارة الوقائية في اختبار لأجنة بعمر يومين هي نقطة بداية للبحث، وليست نموذجًا للاستخدام السريري.

رابعًا، تختلف نقاط النهاية. الشلل عند 12 يومًا، والحساسية للألديكارب، وطول المحور العصبي بالميكرومترات، ومسافة السباحة كلها أنماط ظاهرية قريبة من الآلية. أما بدء المرض والبقاء في الثدييات فيدمجان كل عمليات التعويض والتعقيد في الجسم. كثيرًا ما تغيّر الأدوية المؤشرات القريبة من الآلية من دون أن تغيّر البقاء، وهذا هو سبب استخدام نقاط النهاية الزمنية حتى وقوع الحدث في الثدييات.

يمكن للقراء الذين يريدون قائمة مراجعة لتقييم العنوان الإخباري التالي استعارة واحدة من كيفية قراءة الدراسات قبل السريرية: اسأل عن النوع، والجين المنقول، والجرعة وطريق الإعطاء، وما إذا كانت مستويات الدواء قد قِيست، ومتى بدأ العلاج بالنسبة إلى التغيرات المرضية، وما إذا كانت نقطة النهاية نمطًا ظاهريًا قصير الأجل أم مسارًا مرضيًا، وما إذا كان التأثير قد تكرر في مختبر ثانٍ. وتظل قاعدة الأدلة البشرية الأوسع لأزرق الميثيلين هي المرجع للتحقق مما إذا كانت أي من هذه الإشارات المبكرة قد تطورت إلى بيانات سريرية.

ماذا يعني ذلك للمرضى والعائلات

لا ينتج عن هذه الأبحاث أي بروتوكول معتمد لأزرق الميثيلين لعلاج ALS. تدعم الدراسة الإيجابية مواصلة البحث في الآليات التأكسدية والمشبكية ضمن بيولوجيا TDP-43 وFUS. وتعارض الدراسة السلبية توقع تعديل مسار المرض نتيجة الإعطاء الفموي المزمن عند هذا المستوى من التعرض في مرض من نوع SOD1. وعند النظر إليهما معًا، فهما تصفان عدم اتساق بين النماذج، لا توصية علاجية.

تستحق السلامة قدرًا مماثلًا من التقييم المتزن المطبق على الفعالية. لا تقدم دراسات ALS في الفئران معلومات عن الجرعات البشرية الآمنة، ويرتبط أزرق الميثيلين بمخاطر حقيقية من خلال انحلال الدم لدى المصابين بنقص G6PD ومن خلال سمية السيروتونين عند دمجه مع أدوية سيروتونينية. ويجب مناقشة الاشتباه في نقص G6PD، والاستخدام الحالي لمضادات الاكتئاب، وأي تغيير مخطط له في الأدوية مع طبيب، إلى جانب مراجعة بيانات السلامة العامة لأزرق الميثيلين قبل أن يتخذ أي شخص إجراءً بناءً على عناوين أبحاث المختبر.

يمكن تلخيص الخلاصة في جملة واحدة. حقق أزرق الميثيلين إنقاذًا قويًا عند التعرض المبكر في الأنماط الظاهرية لديدان TDP-43 وFUS والأسماك اليرقية، ولم يحقق في الأساس أي فائدة في بدء المرض أو البقاء في دراسة مزمنة على فئران SOD1 مع إعطاء فموي، ولذلك فإن التفسير الدقيق هو أن الأدلة تعتمد على النموذج ولا تدعم استخدامه لدى المرضى.