Methylene blue at ALS: bakit magkakaiba ang mga resulta sa mga eksperimental na modelo

Kapag naghanap ka tungkol sa methylene blue at ALS, makakakita ka ng dalawang pahayag na tila magkasalungat. Sinasabi ng isa na pinrotektahan ng asul na tina ang mga neuron sa mga modelo ng ALS. Sinasabi naman ng isa na wala itong naging epekto sa isang dagang modelo ng ALS. Parehong sumisipi ng tunay na mga papel ang dalawang pahayag, at parehong nararapat seryosohin ang mga papel na iyon. Nawawala ang tila pagsasalungatan kapag nilinaw ang konsepto sa likod ng bawat eksperimento: ang modelo ang nagtatakda ng saklaw ng pahayag.

Ang resulta sa bulate ay pahayag tungkol sa bulate. Ang resulta sa isdang nasa yugtong larva ay pahayag tungkol sa isdang nasa yugtong larva. Wala sa mga ito ang maituturing na pahayag tungkol sa pasyente hangga't hindi ito sinusuportahan ng pag-aaral sa takbo ng sakit sa isang mammal. Magkatabing inihahambing ng artikulong ito ang dalawang pinakamadalas sipiing papel upang makita mo kung bakit magkaiba ang kanilang mga sagot.

Ang dalawang eksperimento sa isang talahanayan

Panatilihing bukas ang talahanayang ito habang nagbabasa. Nasa loob nito ang lahat ng mahahalagang pagkakaiba sa pagitan ng mga pag-aaral.

Magkaiba ang henetika, magkaiba ang mga species, magkaiba ang paraan ng pagbibigay ng dosis, magkaiba ang tiyempo, at magkaiba ang mga sukatan ng kinalabasan. Isa lamang sa limang pagkakaiba ang genotype, kaya hindi mapatutunayan ng pares na ito na piling gumagana ang methylene blue sa isang pathway ng ALS. Mas makitid ngunit kapaki-pakinabang pa rin ang napapatunayan nito: ang malaking pagpapanumbalik ng paggana sa ilalim ng maagang direktang pagkakalantad sa mga simpleng modelo ay hindi nakita sa takbo ng sakit sa isang mammal na may pangmatagalang pagbibigay sa pamamagitan ng bibig.

Ang positibong resulta: ano ang ipinakita ng pag-aaral sa bulate at isda

Sa pag-aaral sa bulate at isda noong 2012, pinagawa ang mutant na human TDP-43 o FUS sa mga motor neuron ng bulate at itinurok ang mutant na human mRNA sa mga embryo ng isda. Mga modelo ito ng proteotoxicity, o pagkalason dahil sa protina. Ginagaya nila ang mga nakalalasong epekto ng mutant na protina sa paggalaw at hugis ng neuron sa loob ng ilang araw, hindi ang buong takbo ng ALS sa taong nasa hustong gulang sa loob ng maraming taon.

Napakaaga nagsimula ang paggamot. Mula sa pagpisa, lumaki ang mga bulate sa agar na may methylene blue. Ibinabad ang mga embryo ng isda sa solusyon ng gamot magdamag simula 24 oras matapos ang pertilisasyon, at sinuri ang kanilang kilos makalipas ang humigit-kumulang dalawang araw. Walang hadlang sa pagitan ng dugo at utak na namagitan sa gamot at neuron gaya ng sa isang mammal, at hindi sinukat ang antas ng gamot sa plasma o utak.

Sa ilalim ng mga kondisyong iyon, malaki at pare-pareho ang mga epekto. Parehong nagpababa ang 6 at 60 μM sa pagkaparalisang kaugnay ng pagtanda sa mga bulateng may TDP-43 at FUS. Sa ika-12 araw ng hustong gulang, humigit-kumulang 80 porsiyento ng mga bulateng may TDP-43 na hindi ginamot ang paralisado, kumpara sa humigit-kumulang 10 porsiyento ng mga bulateng ginamot mula sa pagpisa. Gayundin ang ipinahiwatig ng isang pagsusuri ng mga synapse: labis ang pagiging sensitibo ng mga bulateng may TDP-43 sa aldicarb, isang gamot na ginagamit upang suriin ang paghahatid ng senyales mula sa nerbiyos patungo sa kalamnan, at ibinalik ng methylene blue ang tugon nang mas malapit sa normal. Bumaba ang bilang ng mga nasisirang nakausling bahagi ng motor neuron, at pinakamalinaw ang epekto sa 60 μM. Sa mga isda, malaki ang pagbuti ng paglangoy bilang tugon sa paghipo, at muling humaba tungo sa normal na haba ang mga umiksing motor axon sa 30 o 60 μM, bagaman bahagya lamang ang pagpapanumbalik at hindi ganap.

Ang datos sa oxidative stress ay naaayon sa paliwanag na may epektong antioxidant. Mataas ang mga sukat ng reaktibong oxygen sa mga mutant na bulate at isda at bumaba ang mga ito sa paggamot. Ang mga normal na bulateng binigyan ng methylene blue ay nakaligtas nang mas matagal sa pagkakalantad sa isang pro-oxidant kaysa sa mga bulateng hindi ginamot. Ngunit may dalawang mahalagang limitasyon. Hindi bumaba ang kabuuang antas ng mutant na TDP-43 at FUS na protina, at hindi direktang sinukat ng pag-aaral ang dami ng mga kumpol ng protina, kaya ipinapakita nito ang pagpapanumbalik ng paggana nang hindi pinatutunayan ang pag-aalis ng mga kumpol. Sinumang sumusubaybay sa karaniwang paglalahad ng mga hipotesis tungkol sa redox at mitochondria ay dapat ituring na may suporta ang mekanismo ngunit hindi pa tiyak.

Ang tiyempo ang detalyeng may pinakamalinaw na aral. Nang maghintay ang mga may-akda hanggang sa ika-5 araw ng hustong gulang bago simulan ang paggamot, humigit-kumulang 55 porsiyento ang antas ng pagkaparalisa sa ika-12 araw, sa halip na humigit-kumulang 10 porsiyento sa paggamot mula sa pagpisa. Parehong gamot, parehong bulate, parehong mutasyon, ngunit higit na maliit ang epekto. Malaking bahagi ng nakitang pakinabang ang nagmula sa maagang pagkakalantad bilang pag-iwas.

Ang resultang walang makabuluhang epekto: ano ang ipinakita ng pag-aaral sa dagang may SOD1

Mas mahirap na tanong sa mas mahigpit na sistema ang sinuri ng pag-aaral sa daga noong 2011. Sa mga congenic na dagang may SOD1 G93A, umuusad ang sakit mula sa panginginig ng mga hulihang paa patungo sa kapansanan sa paglakad at pagkawala ng reflex na makabalik sa tamang posisyon ng katawan, hanggang sa paunang itinakdang huling sukatan ng kinalabasan. Nagsimula ang paggamot bago magkaroon ng mga sintomas sa ika-45 araw at nagpatuloy araw-araw, habang binibigyan ng mga tagamasid ng marka ang kalagayang neurolohikal sa antasang 0 hanggang 6. Eksperimento ito sa buong takbo ng sakit, kaya mas malapit ito sa mga bagay na mahalaga sa isang pasyente kaysa sa anumang kurba ng pagkaparalisa sa bulate.

Walang makabuluhang epekto ang mga pangunahing resulta. Sa pangkalahatan, nagsimula ang sakit sa 121 araw sa mga kontrol kumpara sa 124 araw sa mga binigyan ng methylene blue, isang pagkakaibang hindi makabuluhan sa estadistika. Ang haba ng buhay hanggang sa huling yugto ay 167 araw kumpara sa 170 araw, na hindi rin makabuluhan. May ilang bahagi ng pangalawang pagsusuri na pumabor sa paggamot: nagpakita ang mga babaeng daga ng humigit-kumulang 7 araw na pagkaantala sa pagsisimula, at medyo mas matagal nanatili ang mga ginamot na hayop sa mas banayad na mga yugto at mas maikli sa malulubhang yugto. Dahil maliit ang mga pangkat ayon sa kasarian at marami ang paghahambing ng mga yugto, mas angkop ituring ang mga bahaging iyon bilang batayan ng mga bagong hipotesis kaysa bilang patunay. Walang sinukat na bilang ng mga neuron, walang pagsusuri sa pagkukumpol ng SOD1, at walang mga palatandaan ng oksidasyon o pamamaga. Kaya hindi rin masasabi ng pag-aaral kung naabot ng gamot ang mga target nito ngunit nabigo, o kung hindi nito kailanman naimpluwensiyahan ang mga iyon sa dosis na ito. Iisang dosis lamang ang sinubukan.

Ang mga may-akda mismo ang nagtukoy sa pinakamalalim na limitasyon, na naaangkop sa magkabilang direksiyon. Mahusay na ginagaya ng mga modelong may mataas na bilang ng kopya ng SOD1 G93A ang sakit na dulot ng nakalalasong SOD1, ngunit maliit na bahagi lamang ng namamanang ALS ang sakit na may SOD1, at iba ang biyolohiya nito sa karamihan ng mga kasong hindi namamana. Iminungkahi nilang muling subukan ang mga kandidato sa mga modelong mammal na nakabatay sa TDP-43. Mas naging masalimuot na ang mungkahing iyon mula noon, dahil binanggit ng mga may-akda ng pag-aaral sa bulate at isda na nabigo rin ang isang hiwalay na pag-aaral ng methylene blue sa dagang may TDP-43 na mapabuti ang mga kinalabasan sa paggalaw. Samakatuwid, maaaring magmukhang malakas ang epekto ng isang compound sa isang sistemang may TDP-43 at walang epekto sa ibang sistemang may TDP-43. Kasinghalaga ng gene ang sistema.

Bakit hindi mapatutunayan ng pagbuti sa bulate o isda ang pakinabang sa mga pasyente

Isipin na magkaibang tanong ang sinasagot ng bawat modelo.

Una, magkaiba ang biyolohiya. Ang TDP-43 at FUS ay mga protinang nagbibigkis sa nucleic acid na may magkakatulad na henetikong interaksiyon sa mga simpleng sistemang ito, samantalang ang pagkalason dahil sa SOD1 ay dumaraan sa mga mekanismong bahagyang naiiba sa unang antas ng proseso. Ang gamot na nagpapagaan sa isang uri ng stress na dulot ng nakalalasong protina ay hindi kinakailangang magpagaan sa isa pa. Ang tagumpay laban sa labis na paggawa ng protina sa embryo ay hindi rin kinakailangang makapaghula ng tagumpay laban sa mabagal na pagkasira ng mga neuron sa hustong gulang na may kasamang pamamaga, pagkakasangkot ng mga glial cell, at paghina ng buong katawan.

Ikalawa, magkaiba ang pagkakalantad. Ang tuloy-tuloy na pagkakababad sa mga konsentrasyong micromolar ay hindi katulad ng pag-inom ng dosis. Nasa pagitan ng nilunok na dosis at ng isang motor neuron sa spinal cord ang pagsipsip sa bituka, metabolismo sa unang pagdaan, pagbibigkis sa mga protina ng plasma, pagpasok sa utak, at pag-aalis ng gamot sa katawan. Walang alinman sa dalawang pag-aaral ang sumukat sa antas ng gamot sa sistemang nerbiyos, kaya walang alinman ang makapag-uugnay ng konsentrasyon nito sa konsentrasyon sa isa pa.

Ikatlo, magkaiba ang tiyempo. Malaki ang pagdepende ng mga pakinabang sa bulate at isda sa paggamot bago maipon ang mga pagbabagong dulot ng sakit. Nagsimula rin ang paggamot sa daga bago lumitaw ang mga sintomas, na isang kalakasan ng pag-aaral, ngunit halos palaging magsisimula ang paggamot sa tao pagkatapos lumitaw ang mga sintomas, na mas huli pa. Ang senyales ng epektong pang-iwas sa isang dalawang-araw na pagsusuri sa embryo ay panimulang punto para sa pananaliksik, hindi modelo ng klinikal na paggamit.

Ikaapat, magkaiba ang mga sukatan ng kinalabasan. Ang pagkaparalisa sa 12 araw, pagiging sensitibo sa aldicarb, haba ng axon sa micrometers, at distansiya ng paglangoy ay mga penotipong malapit sa mismong prosesong sinusuri. Pinagsasama ng pagsisimula ng sakit at haba ng buhay sa isang mammal ang lahat ng prosesong bumabawi sa pinsala at nagpapasalimuot sa kalagayan sa katawan. Madalas nababago ng mga gamot ang mga sukat na malapit sa prosesong sinusuri nang hindi nababago ang haba ng buhay. Ito ang dahilan kung bakit may mga sukatan sa mammal na nakatuon sa panahon bago mangyari ang isang pangyayari.

Ang mga mambabasang nais ng listahan ng mga susuriin sa susunod na balitang mababasa nila ay maaaring kumuha mula sa kung paano basahin ang mga preklinikal na pag-aaral: alamin ang species, ang transgene, ang dosis at paraan ng pagbibigay, kung sinukat ang antas ng gamot, kung kailan nagsimula ang paggamot kaugnay ng mga pagbabagong dulot ng sakit, kung ang sukatan ng kinalabasan ay panandaliang penotipo o takbo ng sakit, at kung naulit ang epekto sa pangalawang laboratoryo. Ang mas malawak na kalipunan ng ebidensiya sa tao para sa methylene blue pa rin ang dapat tingnan upang malaman kung alinman sa mga maagang senyales na ito ay umabot sa pagkakaroon ng klinikal na datos.

Ano ang ibig sabihin nito para sa mga pasyente at pamilya

Walang naitatag na protocol ng methylene blue para sa ALS na mahihinuha mula sa mga papel na ito. Sinusuportahan ng positibong pag-aaral ang karagdagang pananaliksik sa mga mekanismong may kinalaman sa oksidasyon at mga synapse sa biyolohiya ng TDP-43 at FUS. Ang pag-aaral na walang makabuluhang epekto ay ebidensiyang laban sa pag-asang mababago ang sakit sa pamamagitan ng pangmatagalang pagbibigay sa bibig sa antas ng pagkakalantad na ito sa sakit na uring SOD1. Magkasama nilang inilalarawan ang hindi pagkakatugma ng mga resulta sa iba't ibang modelo, hindi ang isang rekomendasyon sa paggamot.

Nararapat ang parehong maingat na pagtalakay sa kaligtasan at sa bisa. Walang sinasabi ang mga pag-aaral ng ALS sa daga tungkol sa ligtas na dosis para sa tao. May tunay na mga panganib ang methylene blue dahil sa hemolysis sa kakulangan ng G6PD at dahil sa serotonin toxicity kapag isinabay sa mga gamot na serotonergic. Ang pinaghihinalaang kakulangan ng G6PD, kasalukuyang paggamit ng antidepressant, at anumang planong pagbabago sa gamot ay dapat talakayin sa isang klinisyan. Dapat ding repasuhin ang pangkalahatang datos sa kaligtasan ng methylene blue bago kumilos ang sinuman batay sa mga balita tungkol sa mga resulta sa laboratoryo.

Maibubuod ang pangunahing mensahe sa isang pangungusap. Nagdulot ang methylene blue ng malaking pagpapanumbalik sa mga penotipo ng mga bulate at larva ng isda na may TDP-43 at FUS sa maagang pagkakalantad, at halos walang pakinabang sa pagsisimula ng sakit o haba ng buhay sa isang pag-aaral sa dagang may SOD1 na may pangmatagalang pagbibigay sa pamamagitan ng bibig. Kaya ang tapat na interpretasyon ay ebidensiyang nakadepende sa modelo at hindi sumusuporta sa paggamit sa mga pasyente.