Bluja e metilenit dhe ALS: pse rezultatet ndryshojnë mes modeleve eksperimentale

Kërkoni për blunë e metilenit dhe ALS dhe do të gjeni dy pohime që duket se kundërshtojnë njëri-tjetrin. Njëri thotë se ngjyruesi blu mbrojti neuronet në modelet e ALS. Tjetri thotë se nuk pati asnjë efekt te një mi me ALS. Të dyja pohimet citojnë artikuj shkencorë të vërtetë dhe të dy artikujt meritojnë të merren seriozisht. Kundërshtia zhduket sapo shprehni konceptin që qëndron pas secilit eksperiment: modeli është pohimi.

Një rezultat te një krimb është një pohim për një krimb. Një rezultat te një larvë peshku është një pohim për një larvë peshku. Asnjëri nuk është pohim për një pacient derisa ecuria e sëmundjes te një gjitar ta mbështesë këtë. Ky artikull krahason krah për krah dy artikujt më të cituar, që të kuptoni pse përgjigjet e tyre ndryshojnë.

Dy eksperimentet në një tabelë

Mbajeni këtë tabelë të hapur gjatë leximit. Ajo përmbledh çdo ndryshim të rëndësishëm mes studimeve.

Gjenetika ndryshon, speciet ndryshojnë, rruga e administrimit ndryshon, koha ndryshon dhe treguesit përfundimtarë ndryshojnë. Gjenotipi është vetëm një nga pesë ndryshimet, ndaj ky çift studimesh nuk mund të provojë se bluja e metilenit vepron në mënyrë përzgjedhëse mbi një rrugë të ALS. Ai provon diçka më të kufizuar, por ende të dobishme: rikthimi i theksuar i funksionit me ekspozim të hershëm e të drejtpërdrejtë në modele të thjeshta nuk u përsërit gjatë ecurisë së sëmundjes te gjitarët me administrim kronik nga goja.

Rezultati pozitiv: çfarë tregoi studimi me krimba dhe peshq

Studimi i vitit 2012 me krimba dhe peshq bëri që TDP-43 ose FUS njerëzore mutante të shpreheshin në neuronet motorike të krimbave dhe injektoi mRNA njerëzore mutante në embrionet e peshqve. Këto janë modele të toksicitetit proteinik. Ato riprodhojnë efektet toksike të proteinës mutante mbi lëvizjen dhe formën e neuroneve gjatë disa ditëve, jo ecurinë e plotë të ALS te njerëzit e rritur gjatë viteve.

Trajtimi filloi shumë herët. Krimbat u rritën në agar që përmbante blu metileni që nga çelja. Embrionet e peshqve u mbajtën gjatë natës në tretësirën e barit, duke filluar 24 orë pas fekondimit, dhe sjellja u testua rreth dy ditë më vonë. Mes barit dhe neuronit nuk kishte një barrierë gjak-tru siç ka te gjitarët, dhe nuk u mat asnjë nivel i barit në plazmë apo në tru.

Në këto kushte, efektet ishin të mëdha dhe të qëndrueshme. Si 6 ashtu edhe 60 μM reduktuan paralizën e lidhur me moshën te krimbat me TDP-43 dhe FUS. Në ditën 12 të moshës së rritur, afërsisht 80 për qind e krimbave të patrajtuar me TDP-43 ishin të paralizuar, kundrejt rreth 10 për qind të krimbave të trajtuar që nga çelja. Një test sinaptik tregoi të njëjtën prirje: krimbat me TDP-43 ishin tepër të ndjeshëm ndaj aldikarbit, një bar që përdoret për të vlerësuar transmetimin neuromuskular, dhe bluja e metilenit e zhvendosi përgjigjen përsëri drejt normales. Numri i zgjatimeve të neuroneve motorike që po degjeneronin u ul, me efektin më të qartë në 60 μM. Te peshqit, notimi i nxitur nga prekja u përmirësua ndjeshëm dhe aksonet motorike të shkurtuara u zgjatën përsëri drejt gjatësisë normale në 30 ose 60 μM, megjithëse rikthimi ishte i pjesshëm dhe jo i plotë.

Të dhënat e stresit oksidativ përputhen me një interpretim antioksidues. Krimbat dhe peshqit mutantë shfaqën vlera të rritura të treguesve të specieve reaktive të oksigjenit, të cilat u ulën me trajtimin, ndërsa krimbat normalë të ekspozuar ndaj blusë së metilenit i mbijetuan një sfide pro-oksiduese shumë më gjatë se krimbat e patrajtuar. Por dy kufizime kanë rëndësi. Nivelet totale të proteinave mutante TDP-43 dhe FUS nuk u ulën dhe studimi nuk i mati drejtpërdrejt agregatet proteinike, ndaj ai tregon rikthim të funksionit pa provuar eliminimin e agregateve. Kushdo që ndjek mënyrën se si zakonisht formulohen hipotezat redoks dhe mitokondriale duhet ta konsiderojë mekanizmin si të mbështetur nga të dhënat, por jo të vërtetuar përfundimisht.

Koha ishte hollësia më domethënëse. Kur autorët pritën deri në ditën 5 të moshës së rritur për të filluar trajtimin, shkalla e paralizës në ditën 12 ishte rreth 55 për qind, në vend të rreth 10 për qind me trajtimin që nga çelja. I njëjti bar, i njëjti krimb, i njëjti mutacion, efekt shumë më i vogël. Ekspozimi i hershëm profilaktik shpjegonte një pjesë të madhe të përfitimit të vërejtur.

Rezultati pa efekt domethënës: çfarë tregoi studimi me minj me SOD1

Studimi i vitit 2011 me minj shtroi një pyetje më të vështirë në një sistem më rigoroz. Minjtë kongjenikë me SOD1 G93A kalojnë nga dridhjet e gjymtyrëve të pasme te dëmtimi i ecjes dhe humbja e refleksit të rikthimit në pozicionin normal, deri te një pikë përfundimtare terminale e paracaktuar. Trajtimi filloi përpara simptomave, në ditën 45, dhe vazhdoi çdo ditë, ndërsa vëzhguesit vlerësonin gjendjen neurologjike në një shkallë nga 0 deri në 6. Ky është një eksperiment që mbulon të gjithë ecurinë e sëmundjes, gjë që e afron më shumë me atë që do t'i interesonte një pacienti sesa çdo kurbë e paralizës te një krimb.

Rezultatet kryesore nuk treguan efekt domethënës. Shfaqja e përgjithshme e shenjave ndodhi në 121 ditë te grupi i kontrollit, kundrejt 124 ditëve me blunë e metilenit, një ndryshim që nuk ishte domethënës. Mbijetesa deri në stadin përfundimtar ishte 167 ditë kundrejt 170 ditëve, gjithashtu jo domethënëse. Disa analiza dytësore favorizuan trajtimin: femrat shfaqën rreth 7 ditë vonesë në shfaqjen e shenjave dhe kafshët e trajtuara kaluan disi më shumë kohë në stade më të lehta dhe më pak në stade të rënda. Me nëngrupe të vogla sipas seksit dhe shumë krahasime mes stadeve, këto analiza duhen lexuar si burim hipotezash dhe jo si prova. Nuk u numëruan neuronet, nuk u krye test për agregimin e SOD1 dhe nuk u matën tregues oksidativë apo inflamatorë, ndaj studimi nuk mund të thotë as nëse bari arriti objektivat e tij dhe dështoi, apo thjesht nuk veproi kurrë mbi to në këtë dozë. U testua vetëm një dozë.

Vetë autorët vunë në dukje kufizimin më thelbësor, i cili vlen në të dy drejtimet. Modeli SOD1 G93A me numër të lartë kopjesh e modelon mirë sëmundjen nga toksiciteti i SOD1, por sëmundja e lidhur me SOD1 përbën një pjesë të vogël të ALS familjare dhe ka biologji të ndryshme nga shumica e rasteve sporadike. Ata sugjeruan ritestimin e kandidatëve në modele gjitarësh të bazuara në TDP-43. Ky sugjerim është bërë më i ndërlikuar që atëherë, sepse autorët e studimit me krimba dhe peshq vënë në dukje se një studim tjetër i blusë së metilenit me minj me TDP-43 gjithashtu nuk arriti të përmirësonte rezultatet motorike. Prandaj, një përbërje mund të shfaqë efekt të fortë në një sistem me TDP-43 dhe të mos shfaqë efekt në një tjetër sistem me TDP-43. Sistemi ka po aq rëndësi sa gjeni.

Pse përmirësimi te një krimb ose peshk nuk mund të vërtetojë përfitim te pacientët

Mendojeni secilin model si përgjigje ndaj një pyetjeje të ndryshme.

Së pari, biologjia ndryshon. TDP-43 dhe FUS janë proteina që lidhen me acidet nukleike dhe kanë ndërveprime gjenetike të përbashkëta në këto sisteme të thjeshta, ndërsa toksiciteti i SOD1 zhvillohet përmes mekanizmave fillestarë pjesërisht të ndryshëm. Një bar që lehtëson një lloj stresi nga toksiciteti proteinik nuk lehtëson domosdoshmërisht një tjetër, dhe suksesi kundër mbishprehjes embrionale nuk parashikon domosdoshmërisht sukses kundër neurodegjenerimit të ngadaltë te të rriturit, me inflamacion, përfshirje të qelizave gliale dhe përkeqësim sistemik.

Së dyti, ekspozimi ndryshon. Ekspozimi i vazhdueshëm në mjedisin përreth, në përqendrime mikromolare, nuk është administrim nga goja. Përthithja në zorrë, metabolizmi i kalimit të parë, lidhja me proteinat plazmatike, depërtimi në tru dhe eliminimi qëndrojnë të gjitha mes një doze të gëlltitur dhe një neuroni motorik të palcës kurrizore. Asnjëri studim nuk mati nivelet e barit në sistemin nervor, ndaj asnjëri nuk mund ta lidhë përqendrimin e vet me atë të tjetrit.

Së treti, koha ndryshon. Përfitimet te krimbat dhe peshqit vareshin shumë nga trajtimi përpara grumbullimit të ndryshimeve patologjike. Edhe trajtimi te minjtë filloi përpara shfaqjes së simptomave, çka është një pikë e fortë, por trajtimi te njerëzit pothuajse gjithmonë do të fillonte pas shfaqjes së simptomave, pra edhe më vonë. Një sinjal profilaktik në një test dyditor me embrione është një pikënisje për kërkimin, jo një model i përdorimit klinik.

Së katërti, treguesit përfundimtarë ndryshojnë. Paraliza në 12 ditë, ndjeshmëria ndaj aldikarbit, gjatësia e aksoneve në mikrometra dhe distanca e notimit janë fenotipe të lidhura ngushtë me mekanizmat e studiuar. Shfaqja e shenjave dhe mbijetesa te një gjitar përfshijnë çdo proces kompensues dhe ndërlikues në trup. Barnat shpesh i ndryshojnë matjet e afërta me mekanizmin pa ndryshuar mbijetesën, prandaj përdoren treguesit përfundimtarë të kohës deri në një ngjarje te gjitarët.

Lexuesit që duan një listë kontrolli për titullin e radhës mund ta marrin nga si të lexohen studimet paraklinike: pyesni për specien, transgjenin, dozën dhe rrugën e administrimit, nëse u matën nivelet e barit, kur filloi trajtimi në raport me ndryshimet patologjike, nëse treguesi përfundimtar ishte një fenotip afatshkurtër apo ecuria e sëmundjes dhe nëse efekti u përsërit në një laborator të dytë. Tërësia më e gjerë e provave te njerëzit për blunë e metilenit mbetet vendi ku duhet kontrolluar nëse ndonjë nga këto sinjale të hershme është zhvilluar në të dhëna klinike.

Çfarë do të thotë kjo për pacientët dhe familjet

Nga këta artikuj nuk rrjedh asnjë protokoll i përcaktuar për përdorimin e blusë së metilenit në ALS. Studimi pozitiv mbështet kërkime të mëtejshme mbi mekanizmat oksidativë dhe sinaptikë në biologjinë e TDP-43 dhe FUS. Studimi pa efekt domethënës nuk mbështet pritshmërinë që administrimi kronik nga goja, me këtë ekspozim, të ndryshojë ecurinë e sëmundjes së tipit SOD1. Së bashku, ato përshkruajnë mospërputhje mes modeleve, jo një rekomandim trajtimi.

Siguria meriton të njëjtën qasje të matur si efikasiteti. Studimet e ALS te minjtë nuk tregojnë asgjë për dozat e sigurta te njerëzit, dhe bluja e metilenit mbart rreziqe reale për shkak të hemolizës në mungesën e G6PD dhe toksicitetit serotoninergjik kur kombinohet me barna serotoninergjike. Dyshimi për mungesë të G6PD, përdorimi aktual i antidepresantëve dhe çdo ndryshim i planifikuar i barnave duhen diskutuar me një mjek, sikurse duhen shqyrtuar të dhënat e përgjithshme mbi sigurinë e blusë së metilenit përpara se dikush të veprojë duke u mbështetur në titujt mbi rezultatet laboratorike.

Përfundimi përmblidhet në një fjali. Bluja e metilenit solli një rikthim të theksuar të funksionit me ekspozim të hershëm në fenotipet e krimbave dhe larvave të peshqve me TDP-43 dhe FUS, por në thelb asnjë përfitim në shfaqjen e shenjave apo mbijetesën në një studim me administrim kronik nga goja te minjtë me SOD1, ndaj interpretimi i ndershëm është se provat varen nga modeli dhe nuk mbështesin përdorimin te pacientët.