เมทิลีนบลูกับ ALS: เหตุใดผลลัพธ์จึงแตกต่างกันระหว่างแบบจำลองการทดลอง

เมื่อค้นหาเมทิลีนบลูกับ ALS คุณจะพบข้อกล่าวอ้างสองข้อที่ดูเหมือนขัดแย้งกัน ข้อหนึ่งระบุว่าสีย้อมสีน้ำเงินนี้ปกป้องเซลล์ประสาทในแบบจำลอง ALS อีกข้อระบุว่าไม่ได้ให้ผลใด ๆ ในหนูแบบจำลอง ALS ทั้งสองข้ออ้างอิงงานวิจัยที่มีอยู่จริง และงานวิจัยทั้งสองก็ควรได้รับการพิจารณาอย่างจริงจัง ความขัดแย้งนี้จะคลี่คลายเมื่อระบุแนวคิดที่อยู่เบื้องหลังการทดลองแต่ละงานให้ชัดเจน นั่นคือ แบบจำลองเป็นตัวกำหนดขอบเขตของข้อกล่าวอ้าง

ผลในหนอนเป็นข้อกล่าวอ้างเกี่ยวกับหนอน ผลในตัวอ่อนปลาเป็นข้อกล่าวอ้างเกี่ยวกับตัวอ่อนปลา ทั้งสองยังไม่ใช่ข้อกล่าวอ้างเกี่ยวกับผู้ป่วย จนกว่าจะมีหลักฐานจากการติดตามการดำเนินโรคในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมารองรับ บทความนี้เปรียบเทียบงานวิจัยสองชิ้นที่ถูกอ้างถึงบ่อยที่สุดแบบเคียงข้างกัน เพื่อให้เห็นว่าเหตุใดคำตอบจึงต่างกัน

การทดลองทั้งสองในตารางเดียว

เปิดตารางนี้ไว้ระหว่างอ่าน ความแตกต่างสำคัญทั้งหมดระหว่างงานวิจัยทั้งสองอยู่ในตารางนี้

พันธุกรรมต่างกัน ชนิดสัตว์ต่างกัน ช่องทางการให้ยาต่างกัน ช่วงเวลาต่างกัน และตัวชี้วัดผลลัพธ์ต่างกัน จีโนไทป์เป็นเพียงหนึ่งในความแตกต่างทั้งห้าด้าน ดังนั้นงานวิจัยคู่นี้จึงไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าเมทิลีนบลูออกฤทธิ์อย่างจำเพาะต่อวิถีหนึ่งของ ALS สิ่งที่พิสูจน์ได้นั้นแคบกว่าแต่ยังมีประโยชน์ คือ การฟื้นฟูอย่างเด่นชัดเมื่อได้รับสารโดยตรงตั้งแต่ระยะแรกในแบบจำลองอย่างง่าย ไม่ได้ปรากฏต่อเนื่องในการทดลองติดตามการดำเนินโรคในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ได้รับสารทางปากระยะยาว

ผลเชิงบวก: งานวิจัยในหนอนและปลาแสดงอะไร

งานวิจัยในหนอนและปลาปี 2012 ทำให้เซลล์ประสาทสั่งการของหนอนแสดงออก TDP-43 หรือ FUS ของมนุษย์ที่กลายพันธุ์ และฉีด mRNA ของมนุษย์ที่กลายพันธุ์เข้าไปในตัวอ่อนปลา แบบจำลองเหล่านี้เป็นแบบจำลองความเป็นพิษจากโปรตีน โดยจำลองผลเป็นพิษของโปรตีนที่กลายพันธุ์ต่อการเคลื่อนไหวและรูปร่างเซลล์ประสาทในช่วงหลายวัน ไม่ใช่การดำเนินโรค ALS ทั้งหมดในมนุษย์วัยผู้ใหญ่ที่กินเวลาหลายปี

การให้สารเริ่มเร็วมาก หนอนเติบโตบนวุ้นที่มีเมทิลีนบลูตั้งแต่ฟักออกมา ตัวอ่อนปลาอยู่ในสารละลายยาข้ามคืน โดยเริ่มที่ 24 ชั่วโมงหลังปฏิสนธิ และทดสอบพฤติกรรมประมาณสองวันต่อมา ไม่มีกำแพงกั้นเลือดและสมองขวางระหว่างยากับเซลล์ประสาทในลักษณะเดียวกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม และไม่ได้วัดระดับยาในพลาสมาหรือสมอง

ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว ผลที่ได้มีขนาดใหญ่และสอดคล้องกัน ทั้ง 6 และ 60 μM ลดอัมพาตที่เพิ่มขึ้นตามอายุในหนอน TDP-43 และ FUS ในวันที่ 12 ของระยะตัวเต็มวัย หนอน TDP-43 ที่ไม่ได้รับสารประมาณร้อยละ 80 เป็นอัมพาต เทียบกับประมาณร้อยละ 10 ของหนอนที่ได้รับสารตั้งแต่ฟักออกมา การทดสอบไซแนปส์ก็ชี้ไปในทิศทางเดียวกัน หนอน TDP-43 ไวต่ออัลดิคาร์บมากเกินไป ซึ่งเป็นยาที่ใช้ตรวจสอบการส่งสัญญาณระหว่างประสาทกับกล้ามเนื้อ และเมทิลีนบลูทำให้การตอบสนองกลับเข้าใกล้ภาวะปกติ จำนวนแขนงเซลล์ประสาทสั่งการที่เสื่อมลดลง โดยเห็นผลชัดที่สุดที่ 60 μM ในปลา การว่ายน้ำที่กระตุ้นด้วยการสัมผัสดีขึ้นอย่างมาก และแอกซอนของเซลล์ประสาทสั่งการที่สั้นลงกลับยาวขึ้นเข้าใกล้ความยาวปกติที่ 30 หรือ 60 μM แม้จะเป็นการฟื้นฟูเพียงบางส่วน ไม่ใช่ทั้งหมด

ข้อมูลความเครียดออกซิเดชันสอดคล้องกับการตีความว่าเป็นผลจากการต้านอนุมูลอิสระ หนอนและปลาที่กลายพันธุ์มีค่าตัวชี้วัดสารออกซิเจนที่ไวต่อปฏิกิริยาสูงขึ้น ซึ่งลดลงเมื่อได้รับสาร และหนอนปกติที่ได้รับเมทิลีนบลูรอดชีวิตจากการทดสอบด้วยสารกระตุ้นออกซิเดชันได้นานกว่าหนอนที่ไม่ได้รับสารมาก แต่มีข้อจำกัดสำคัญสองประการ ระดับโปรตีน TDP-43 และ FUS ที่กลายพันธุ์โดยรวมไม่ได้ลดลง และงานวิจัยไม่ได้วัดปริมาณกลุ่มโปรตีนที่เกาะรวมกันโดยตรง จึงแสดงให้เห็นการฟื้นฟูการทำงานโดยไม่ได้พิสูจน์การกำจัดกลุ่มโปรตีนที่เกาะรวมกัน ผู้ที่ติดตามการอธิบายสมมติฐานเกี่ยวกับรีดอกซ์และไมโทคอนเดรียควรมองว่ากลไกนี้มีหลักฐานสนับสนุน แต่ยังไม่ได้ข้อสรุปแน่ชัด

ช่วงเวลาเป็นรายละเอียดที่ให้ข้อคิดมากที่สุด เมื่อผู้วิจัยรอจนถึงวันที่ 5 ของระยะตัวเต็มวัยจึงเริ่มให้สาร อัตราอัมพาตในวันที่ 12 อยู่ที่ประมาณร้อยละ 55 แทนที่จะเป็นประมาณร้อยละ 10 เมื่อให้สารตั้งแต่ฟักออกมา ยาเดียวกัน หนอนแบบเดียวกัน การกลายพันธุ์เดียวกัน แต่ผลเล็กลงมาก ประโยชน์ที่เห็นส่วนใหญ่จึงมาจากการได้รับสารเชิงป้องกันตั้งแต่ระยะแรก

ผลที่ไม่พบความแตกต่าง: งานวิจัยในหนู SOD1 แสดงอะไร

งานวิจัยในหนูปี 2011 ตั้งคำถามที่ยากกว่าในระบบที่เข้มงวดกว่า หนูคอนเจนิก SOD1 G93A มีการดำเนินโรคจากขาหลังสั่น ไปสู่การเดินผิดปกติและการสูญเสียรีเฟล็กซ์พลิกตัวกลับ ก่อนถึงจุดสิ้นสุดระยะสุดท้ายที่กำหนดไว้ล่วงหน้า การให้สารเริ่มก่อนมีอาการในวันที่ 45 และดำเนินต่อทุกวัน โดยผู้สังเกตให้คะแนนอาการทางระบบประสาทในระดับ 0 ถึง 6 นี่เป็นการทดลองที่ติดตามการดำเนินโรคทั้งหมด จึงใกล้เคียงกับสิ่งที่ผู้ป่วยให้ความสำคัญมากกว่ากราฟอัมพาตใด ๆ ในหนอน

ผลหลักไม่พบความแตกต่าง กลุ่มควบคุมเริ่มมีอาการโดยรวมที่ 121 วัน เทียบกับ 124 วันในกลุ่มเมทิลีนบลู ซึ่งเป็นความแตกต่างที่ไม่มีนัยสำคัญ ระยะเวลารอดชีวิตจนถึงระยะสุดท้ายอยู่ที่ 167 วัน เทียบกับ 170 วัน ซึ่งไม่มีนัยสำคัญเช่นกัน การวิเคราะห์ผลรองบางส่วนให้ผลสนับสนุนการให้สาร ตัวเมียเริ่มมีอาการช้าลงประมาณ 7 วัน และสัตว์ที่ได้รับสารอยู่ในระยะที่อาการเบากว่านานขึ้นเล็กน้อย และอยู่ในระยะรุนแรงสั้นลง เมื่อกลุ่มย่อยตามเพศมีขนาดเล็กและมีการเปรียบเทียบระยะโรคหลายครั้ง ผลเหล่านี้จึงควรอ่านว่าเป็นข้อมูลสำหรับตั้งสมมติฐาน มากกว่าจะเป็นข้อพิสูจน์ ไม่มีการนับเซลล์ประสาท ไม่มีการทดสอบการเกาะรวมกันของ SOD1 และไม่มีการวัดตัวบ่งชี้ออกซิเดชันหรือการอักเสบ ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงบอกไม่ได้เช่นกันว่ายาไปถึงเป้าหมายแล้วแต่ไม่ได้ผล หรือไม่เคยออกฤทธิ์ต่อเป้าหมายเลยที่ขนาดยานี้ มีการทดสอบเพียงขนาดยาเดียว

ผู้วิจัยเองได้ชี้ถึงข้อจำกัดสำคัญที่สุด ซึ่งมีผลต่อการตีความทั้งสองทาง แบบจำลอง SOD1 G93A ที่มีจำนวนสำเนาสูงจำลองโรคจากความเป็นพิษของ SOD1 ได้ดี แต่โรคที่เกี่ยวข้องกับ SOD1 เป็นเพียงส่วนน้อยของ ALS แบบถ่ายทอดในครอบครัว และมีชีววิทยาต่างจากโรคแบบไม่พบประวัติครอบครัวส่วนใหญ่ ผู้วิจัยเสนอให้ทดสอบสารที่เป็นตัวเลือกอีกครั้งในแบบจำลองสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่อาศัย TDP-43 ข้อเสนอนั้นซับซ้อนขึ้นในเวลาต่อมา เพราะผู้วิจัยในหนอนและปลาระบุว่างานวิจัยเมทิลีนบลูอีกชิ้นหนึ่งในหนู TDP-43 ก็ไม่สามารถทำให้ผลด้านการเคลื่อนไหวดีขึ้นได้เช่นกัน ดังนั้นสารชนิดหนึ่งอาจดูให้ผลเด่นชัดในระบบ TDP-43 ระบบหนึ่ง แต่ไม่เห็นผลในระบบ TDP-43 อีกระบบหนึ่ง ระบบมีความสำคัญพอ ๆ กับยีน

เหตุใดการดีขึ้นในหนอนหรือปลาจึงยังยืนยันประโยชน์ในผู้ป่วยไม่ได้

ให้มองว่าแบบจำลองแต่ละแบบตอบคำถามต่างกัน

ประการแรก ชีววิทยาต่างกัน TDP-43 และ FUS เป็นโปรตีนที่จับกับกรดนิวคลีอิกและมีปฏิสัมพันธ์ทางพันธุกรรมร่วมกันในระบบอย่างง่ายเหล่านี้ ขณะที่ความเป็นพิษของ SOD1 ดำเนินผ่านกลไกระดับต้นที่แตกต่างกันบางส่วน ยาที่บรรเทาความเครียดจากความเป็นพิษของโปรตีนแบบหนึ่งไม่จำเป็นต้องบรรเทาอีกแบบหนึ่ง และความสำเร็จต่อการแสดงออกของโปรตีนมากเกินไปในตัวอ่อนไม่จำเป็นต้องทำนายความสำเร็จต่อการเสื่อมของระบบประสาทอย่างช้า ๆ ในวัยผู้ใหญ่ ซึ่งมีการอักเสบ การมีส่วนร่วมของเซลล์เกลีย และการเสื่อมถอยของร่างกายทั้งระบบ

ประการที่สอง การได้รับสารต่างกัน การสัมผัสสารอย่างต่อเนื่องในตัวกลางที่เลี้ยงที่ความเข้มข้นระดับไมโครโมลาร์ไม่ใช่การให้ยาทางปาก การดูดซึมในลำไส้ เมแทบอลิซึมเมื่อผ่านครั้งแรก การจับกับโปรตีนในพลาสมา การผ่านเข้าสู่สมอง และการกำจัดยา ล้วนเป็นขั้นตอนระหว่างขนาดยาที่กลืนเข้าไปกับเซลล์ประสาทสั่งการในไขสันหลัง งานวิจัยทั้งสองไม่ได้วัดระดับยาในระบบประสาท จึงไม่มีงานใดเชื่อมโยงความเข้มข้นของตนกับอีกงานได้

ประการที่สาม ช่วงเวลาต่างกัน ประโยชน์ในหนอนและปลาขึ้นอยู่กับการให้สารก่อนที่พยาธิสภาพจะสะสมเป็นอย่างมาก การให้สารในหนูก็เริ่มก่อนมีอาการเช่นกัน ซึ่งเป็นจุดแข็ง แต่การรักษาในมนุษย์แทบจะเริ่มหลังมีอาการเสมอ จึงช้ากว่านั้นอีก สัญญาณเชิงป้องกันในการทดสอบตัวอ่อนช่วงสองวันเป็นจุดเริ่มต้นของการวิจัย ไม่ใช่แบบจำลองการใช้ทางคลินิก

ประการที่สี่ ตัวชี้วัดผลลัพธ์ต่างกัน อัมพาตที่ 12 วัน ความไวต่ออัลดิคาร์บ ความยาวแอกซอนในหน่วยไมโครเมตร และระยะทางการว่ายน้ำ เป็นลักษณะที่สังเกตได้ซึ่งอยู่ใกล้กลไกต้นเหตุ ส่วนการเริ่มมีอาการและการรอดชีวิตในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมรวมผลจากกระบวนการชดเชยและกระบวนการที่ทำให้ซับซ้อนขึ้นทั้งหมดในร่างกาย ยามักเปลี่ยนค่าตัวชี้วัดที่ใกล้กลไกต้นเหตุได้โดยไม่เปลี่ยนการรอดชีวิต นี่จึงเป็นเหตุผลที่ต้องมีตัวชี้วัดระยะเวลาจนเกิดเหตุการณ์ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

ผู้อ่านที่ต้องการรายการตรวจสอบสำหรับพาดหัวข่าวครั้งต่อไปสามารถใช้แนวทางจากวิธีอ่านงานวิจัยก่อนคลินิก: ถามว่าใช้สัตว์ชนิดใด ยีนที่นำเข้าไปคืออะไร ขนาดยาและช่องทางการให้เป็นอย่างไร มีการวัดระดับยาหรือไม่ เริ่มให้สารเมื่อใดเมื่อเทียบกับการเกิดพยาธิสภาพ ตัวชี้วัดเป็นลักษณะที่สังเกตได้ในระยะสั้นหรือการดำเนินโรค และมีห้องปฏิบัติการแห่งที่สองทำซ้ำแล้วได้ผลหรือไม่ ฐานหลักฐานในมนุษย์เกี่ยวกับเมทิลีนบลูในภาพรวมยังคงเป็นแหล่งที่ควรตรวจสอบว่าสัญญาณระยะแรกเหล่านี้พัฒนาไปเป็นข้อมูลทางคลินิกแล้วหรือยัง

สิ่งนี้หมายความอย่างไรต่อผู้ป่วยและครอบครัว

งานวิจัยเหล่านี้ไม่ได้ให้แนวทางการใช้เมทิลีนบลูสำหรับ ALS ที่ได้รับการยอมรับ งานวิจัยที่ให้ผลเชิงบวกสนับสนุนการศึกษาต่อเกี่ยวกับกลไกออกซิเดชันและไซแนปส์ในชีววิทยาของ TDP-43 และ FUS งานวิจัยที่ไม่พบความแตกต่างลดน้ำหนักของความคาดหวังว่าการให้ยาทางปากระยะยาวที่ระดับการได้รับสารนี้จะเปลี่ยนแปลงการดำเนินโรคชนิด SOD1 เมื่อนำมารวมกัน งานทั้งสองอธิบายความไม่สอดคล้องระหว่างแบบจำลอง ไม่ใช่คำแนะนำให้รักษา

ความปลอดภัยควรได้รับการพิจารณาอย่างรอบคอบเช่นเดียวกับประสิทธิผล การศึกษา ALS ในหนูไม่ได้บอกอะไรเกี่ยวกับขนาดยาที่ปลอดภัยในมนุษย์ และเมทิลีนบลูมีความเสี่ยงจริงจากภาวะเม็ดเลือดแดงแตกในผู้ที่พร่อง G6PD และจากภาวะพิษจากเซโรโทนินเมื่อใช้ร่วมกับยาที่มีฤทธิ์ต่อระบบเซโรโทนิน การสงสัยภาวะพร่อง G6PD การใช้ยาต้านซึมเศร้าในปัจจุบัน และแผนเปลี่ยนยาใด ๆ ล้วนควรนำไปปรึกษาแพทย์ เช่นเดียวกับการทบทวนข้อมูลความปลอดภัยทั่วไปของเมทิลีนบลู ก่อนที่ใครจะตัดสินใจทำตามพาดหัวข่าวจากห้องปฏิบัติการ

ข้อสรุปทั้งหมดกล่าวได้ในประโยคเดียว เมทิลีนบลูช่วยฟื้นฟูลักษณะที่สังเกตได้ในหนอนและตัวอ่อนปลา TDP-43 และ FUS อย่างเด่นชัดเมื่อได้รับสารตั้งแต่ระยะแรก แต่แทบไม่ให้ประโยชน์ด้านการชะลอการเริ่มมีอาการหรือการรอดชีวิตในการศึกษาหนู SOD1 ที่ได้รับสารทางปากระยะยาว ดังนั้นการตีความอย่างตรงไปตรงมาคือ หลักฐานขึ้นอยู่กับแบบจำลองและไม่สนับสนุนการใช้ในผู้ป่วย