Метилен көгү жана ALS: эмне үчүн эксперименттик моделдердин натыйжалары айырмаланат

Метилен көгү жана ALS тууралуу издесеңиз, бири-бирине карама-каршы көрүнгөн эки билдирүүнү табасыз. Биринде көк боёк ALS моделдеринде нейрондорду коргогону айтылат. Экинчисинде ал ALS чычкан моделинде эч кандай таасир көрсөтпөгөнү айтылат. Эки билдирүү тең чыныгы илимий макалаларга таянат жана эки макалага тең олуттуу мамиле кылуу керек. Ар бир эксперименттин негизиндеги түшүнүктү ачык айтканда, карама-каршылык жоголот: модель — тыянактын чеги.

Курттагы натыйжа — курт тууралуу тыянак. Личинка баскычындагы балыктагы натыйжа — личинка баскычындагы балык тууралуу тыянак. Сүт эмүүчүлөрдөгү оорунун жүрүшү муну ырастамайынча, экөө тең бейтап тууралуу тыянак боло албайт. Бул макала эң көп шилтеме берилген эки илимий эмгекти катар салыштырып, алардын жооптору эмне үчүн айырмаланарын көрсөтөт.

Эки эксперимент бир таблицада

Окуп жатканда бул таблицаны ачык кармаңыз. Изилдөөлөрдүн ортосундагы бардык маанилүү айырмачылыктар анда камтылган.

Генетикасы, түрлөрү, дозаны берүү жолу, убактысы жана бааланган көрсөткүчтөрү айырмаланат. Генотип — беш айырмачылыктын бири гана, ошондуктан бул эки изилдөө метилен көгү ALS механизмдеринин бирине гана тандалма таасир этерин далилдей албайт. Алар андан тар, бирок дагы эле пайдалуу тыянакты далилдейт: жөнөкөй моделдерде эрте жана түздөн-түз таасир эттирүүдө байкалган күчтүү калыбына келүү сүт эмүүчүлөрдө затты узак убакыт ооз аркылуу берүү менен изилденген оорунун жүрүшүндө кайталанган эмес.

Оң натыйжа: курт жана балык изилдөөсү эмнени көрсөттү

2012-жылдагы курт жана балык изилдөөсүндө курттардын кыймылдаткыч нейрондорунда адамдын мутанттуу TDP-43 же FUS белоктору экспрессияланып, балык эмбриондоруна адамдын мутанттуу мРНКсы сайылган. Булар — белоктордун уулуулугун моделдеген системалар. Алар мутанттуу белоктун кыймылга жана нейрондун формасына тийгизген уулуу таасирин бир нече күн ичинде кайталайт, бирок бойго жеткен адамдагы ALS оорусунун жылдарга созулган толук жүрүшүн кайталабайт.

Зат берүү өтө эрте башталган. Курттар жумурткадан чыккандан тартып метилен көгү камтылган агарда өстүрүлгөн. Балык эмбриондору уруктангандан 24 саат өткөндө дары эритмесине салынып, түн бою анда болгон; жүрүм-туруму болжол менен эки күндөн кийин текшерилген. Дары менен нейрондун ортосунда сүт эмүүчүлөрдөгүдөй гематоэнцефалдык тосмо болгон эмес жана плазмадагы же мээдеги дарынын деңгээли өлчөнгөн эмес.

Ушул шарттарда таасирлер чоң жана ырааттуу болгон. 6 жана 60 μM концентрацияларынын экөө тең TDP-43 жана FUS курттарында куракка байланыштуу шал болууну азайткан. Жетилгенден кийинки 12-күнү дарыланбаган TDP-43 курттарынын болжол менен 80 пайызы шал болгон, ал эми жумурткадан чыккандан тартып зат берилген курттарда бул көрсөткүч болжол менен 10 пайыз болгон. Синапстык тест да ушундай багытты көрсөткөн: TDP-43 курттары нерв-булчуң өткөрүмдүүлүгүн текшерүүчү альдикарб дарысына өтө сезгич болгон, ал эми метилен көгү реакцияны нормалдуу деңгээлге жакындаткан. Дегенерацияланып жаткан кыймылдаткыч нейрон өсүндүлөрүнүн саны азайып, эң айкын таасир 60 μM концентрациясында байкалган. Балыктарда тийгенде пайда болгон сүзүү реакциясы кыйла жакшырган жана кыскарган кыймылдаткыч аксондор 30 же 60 μM концентрациясында нормалдуу узундукка жакындай өскөн, бирок калыбына келүү толук эмес, жарым-жартылай болгон.

Кычкылдануу стресси боюнча маалыматтар антиоксиданттык түшүндүрмөгө туура келген. Мутанттуу курттар менен балыктарда кычкылтектин активдүү түрлөрүнүн көрсөткүчтөрү жогору болуп, зат берилгенде төмөндөгөн; метилен көгү берилген нормалдуу курттар кычкылданууну күчөтүүчү таасирге дуушар болгондо, зат берилбеген курттарга караганда кыйла узак жашаган. Бирок эки чектөө маанилүү. Мутанттуу TDP-43 жана FUS белокторунун жалпы деңгээли төмөндөгөн эмес жана изилдөөдө белок агрегаттары түздөн-түз сандык өлчөнгөн эмес. Демек, ал функциянын калыбына келишин көрсөтөт, бирок агрегаттардын тазаланышын далилдебейт. Кычкылдануу-калыбына келүү жана митохондриялык гипотезалар адатта кандайча түшүндүрүлөрүнө көз салган адам бул механизмди далилдер менен колдоого алынган, бирок толук аныктала элек деп кабыл алышы керек.

Эң сабак болорлук жагдай — зат берүүнүн убактысы болгон. Авторлор зат берүүнү жетилгенден кийинки 5-күнгө чейин кечиктиргенде, 12-күндөгү шал болуу көрсөткүчү болжол менен 55 пайыз болгон; ал эми жумурткадан чыккандан тартып берилгенде болжол менен 10 пайыз болгон. Ошол эле дары, ошол эле курт, ошол эле мутация, бирок таасир кыйла аз. Байкалган пайданын чоң бөлүгү эрте алдын алуучу таасир эттирүүгө байланыштуу болгон.

Олуттуу таасир аныкталбаган натыйжа: SOD1 чычкан изилдөөсү эмнени көрсөттү

2011-жылдагы чычкан изилдөөсү кыйла катуу көзөмөлдөнгөн системада татаалыраак суроону койгон. Конгендик SOD1 G93A чычкандарында оору арткы буттардын калтыроосунан башталып, басуунун бузулушу жана денени туура абалга келтирүү рефлексинин жоголушу аркылуу алдын ала аныкталган акыркы чекке чейин өрчүйт. Зат берүү белгилер пайда боло электе, 45-күнү башталып, күн сайын улантылган; байкоочулар неврологиялык абалды 0–6 шкаласы боюнча баалашкан. Бул — оорунун бүтүндөй жүрүшүн камтыган эксперимент, ошондуктан ал курттагы шал болуунун кандай гана ийри сызыгы болбосун, ага караганда бейтап үчүн маанилүү маселелерге жакыныраак.

Негизги натыйжалар олуттуу таасирди көрсөткөн эмес. Жалпы белгилер көзөмөл тобунда 121-күнү, метилен көгү берилген топто 124-күнү башталган; бул айырма статистикалык жактан маанилүү болгон эмес. Акыркы стадияга чейин жашоо мөөнөтү тиешелүүлүгүнө жараша 167 жана 170 күн болгон; бул да статистикалык жактан маанилүү эмес. Айрым кошумча талдоолор зат берилген топтун пайдасына чыккан: ургаачыларда белгилердин башталышы болжол менен 7 күнгө кечиккен, ал эми зат берилген жаныбарлар жеңилирээк стадияларда бир аз көбүрөөк, оор стадияларда азыраак убакыт өткөрүшкөн. Жыныс боюнча чакан топтор жана стадиялар боюнча көптөгөн салыштыруулар болгондуктан, бул жыйынтыктарды далил катары эмес, гипотеза жаратуучу маалымат катары кабыл алуу туура. Нейрондордун саны, SOD1 агрегациясы, кычкылдануу же сезгенүү маркерлери өлчөнгөн эмес. Ошондуктан изилдөө дары өзүнүн буталарына жетип, бирок натыйжа бербей калганбы же ушул дозада аларга такыр таасир эткен эмеспи деген суроого да жооп бере албайт. Бир гана доза текшерилген.

Авторлор өздөрү эки багытта тең эске алынуучу эң негизги чектөөнү белгилешкен. SOD1 G93A генинин көп көчүрмөлүү модели SOD1 уулуулугуна байланыштуу ооруну жакшы моделдейт, бирок SOD1 менен байланышкан оору үй-бүлөлүк ALS учурларынын чакан бөлүгүн гана түзөт жана анын биологиясы көпчүлүк спорадикалык учурлардан айырмаланат. Алар талапкер заттарды TDP-43 негизиндеги сүт эмүүчү моделдеринде кайра текшерүүнү сунушташкан. Кийин бул сунуш татаалдашкан: курт жана балык изилдөөсүнүн авторлору метилен көгүнүн өзүнчө TDP-43 чычкан изилдөөсүндө да кыймыл көрсөткүчтөрү жакшырбаганын белгилешет. Демек, бир кошулма бир TDP-43 системасында күчтүү таасир көрсөтүп, башка TDP-43 системасында таасирсиз көрүнүшү мүмкүн. Системанын мааниси гендин маанисинен кем эмес.

Эмне үчүн курттагы же балыктагы жакшыруу бейтаптарга пайда бар экенин далилдей албайт

Ар бир модель башка суроого жооп берет деп караңыз.

Биринчиден, биология айырмаланат. TDP-43 жана FUS — нуклеин кислоталары менен байланышкан белоктор; бул жөнөкөй системаларда алардын жалпы генетикалык өз ара байланыштары бар. Ал эми SOD1 уулуулугу жарым-жартылай башка баштапкы механизмдер аркылуу ишке ашат. Бир белоктук уулуу стрессти жеңилдеткен дары экинчисин сөзсүз жеңилдетпейт. Ошондой эле эмбриондогу ашыкча экспрессияга каршы ийгилик чоңдордогу сезгенүү, глия клеткаларынын катышуусу жана организмдин жалпы начарлашы менен коштолгон жай нейродегенерацияга каршы ийгиликти сөзсүз алдын ала билдирбейт.

Экинчиден, заттын таасирине кабылуу шарттары айырмаланат. Микромолярдык концентрациядагы эритмеде үзгүлтүксүз кармоо — ооз аркылуу доза берүү эмес. Жутулган доза менен жүлүндөгү кыймылдаткыч нейрондун ортосунда ичегиден сиңүү, биринчи өтүү метаболизми, плазма белоктору менен байланышуу, мээге өтүү жана организмден чыгарылуу процесстери турат. Эки изилдөөнүн биринде да нерв системасындагы дарынын деңгээли өлчөнгөн эмес, ошондуктан эч бири өзүндөгү концентрацияны экинчисине байланыштыра албайт.

Үчүнчүдөн, убакыт айырмаланат. Курт жана балыктагы пайда патологиялык өзгөрүүлөр топтоло электе зат берүүгө абдан көз каранды болгон. Чычкандарга да зат белгилер пайда боло электе берилген — бул изилдөөнүн күчтүү жагы. Бирок адамдарда дарылоо дээрлик ар дайым белгилер башталгандан кийин, башкача айтканда, андан да кеч башталмак. Эки күндүк эмбрион тестиндеги алдын алуучу таасирдин белгиси — изилдөө үчүн баштапкы чекит, клиникалык колдонуунун модели эмес.

Төртүнчүдөн, бааланган көрсөткүчтөр айырмаланат. 12-күндөгү шал болуу, альдикарбга сезгичтик, микрометр менен өлчөнгөн аксондун узундугу жана сүзүү аралыгы — механизмге жакын фенотиптик көрсөткүчтөр. Сүт эмүүчүлөрдө белгилердин башталышы жана жашоо мөөнөтү организмдеги бардык компенсациялоочу жана татаалдаштыруучу процесстерди бириктирип чагылдырат. Дарылар көп учурда механизмге жакын көрсөткүчтөрдү өзгөртүп, жашоо мөөнөтүн өзгөртпөйт. Сүт эмүүчүлөрдө белгилүү окуяга чейинки убакытты өлчөөчү көрсөткүчтөр дал ушул себептен колдонулат.

Кийинки жаңылыкты баалоо үчүн текшерүү тизмесин каалаган окурмандар аны клиникага чейинки изилдөөлөрдү кантип окуу керек деген макаладан ала алышат: кайсы түр колдонулганын, трансгенди, дозаны жана берүү жолун, дарынын деңгээли өлчөнгөн-өлчөнбөгөнүн, зат берүү патологияга карата качан башталганын, бааланган көрсөткүч кыска мөөнөттүү фенотиппи же оорунун жүрүшүбү жана таасир экинчи лабораторияда кайталанганбы деген суроолорду бериңиз. Бул алгачкы белгилердин кайсынысы клиникалык маалыматка айланганын текшерүү үчүн метилен көгү боюнча адамдардан алынган кеңири далилдер топтомуна кайрылуу керек.

Бул бейтаптар жана үй-бүлөлөр үчүн эмнени билдирет

Бул макалалардан ALS үчүн метилен көгүн колдонуунун далилденген протоколу келип чыкпайт. Оң натыйжалуу изилдөө TDP-43 жана FUS биологиясындагы кычкылдануу жана синапстык механизмдерди мындан ары изилдөөгө негиз берет. Олуттуу таасир аныкталбаган изилдөө SOD1 тибиндеги ооруда ушул деңгээлдеги таасирге кабылуу шартында узак убакыт ооз аркылуу берүү оорунун жүрүшүн өзгөртөт деп күтүүгө каршы далил болот. Экөө бирге дарылоо сунушун эмес, моделдер арасындагы натыйжалардын шайкеш эместигин сүрөттөйт.

Коопсуздукка да натыйжалуулук сыяктуу эле токтоо, далилге таянган мамиле керек. Чычкандардагы ALS изилдөөлөрү адамдар үчүн коопсуз дозалар тууралуу эч нерсе айтпайт. Метилен көгү G6PD жетишсиздигинде гемолиз аркылуу жана серотонинге таасир этүүчү дарылар менен айкалышканда серотонин уулуулугу аркылуу чыныгы коркунучтарды алып келет. G6PD жетишсиздигине шек, учурда антидепрессант колдонуу жана дары-дармекти өзгөртүү боюнча ар кандай план дарыгер менен талкууланышы керек. Лабораториялык жаңылыктарга таянып аракет кылуудан мурда метилен көгүнүн коопсуздугу боюнча жалпы маалыматтарды карап чыгуу да ушул талкууга кирет.

Негизги тыянак бир сүйлөмгө батат. Метилен көгү эрте таасир эттирилгенде TDP-43 жана FUS курттарынын жана личинка баскычындагы балыктардын фенотиптерин күчтүү калыбына келтирген, бирок узак убакыт ооз аркылуу берилген SOD1 чычкан изилдөөсүндө белгилердин башталышы же жашоо мөөнөтү боюнча дээрлик эч кандай пайда берген эмес; демек, туура чечмелөө — бул моделге көз каранды далилдер жана алар бейтаптарда колдонууну колдобойт.