Gossos iprimats no humans (NHP), en particular els gossos beagle i els macacs cynomolgus o rhesus, són models essencials d'animals grans en el desenvolupament preclínic de fàrmacs. Les seves similituds fisiològiques amb els humans proporcionen un valor translacional per a la seguretat, la farmacologia i l'avaluació de biomarcadors.
A diferència dels rosegadors, els animals grans permeten mostres de sang repetides i volums de mostres més grans, cosa que permetfarmacocinètica (PK), toxicocinètica (TK), i avaluacions de patologia clínica. Tanmateix, la interpretació de les dades de patologia clínica en aquestes espècies està confusa per la variabilitat biològica, el disseny de l'estudi, l'origen animal i els procediments experimentals. Per distingir la veritable toxicitat relacionada amb l'article de prova-de la deriva fisiològica o els artefactes de procediment requereix una comprensió completa d'aquestes variables.
Importància de les dades de referència de la patologia clínica
En estudis grans amb animals, les mides de les cohorts són inherentment limitades a causa de limitacions ètiques i pràctiques. En conseqüència, les dades de referència anteriors a la-dosi són crítiques. La realització de múltiples avaluacions pre-dosi permet als investigadors:
- Establir cada animal com el seu propi control longitudinal.
- Quantificar la variabilitat biològica individual.
- Identifiqueu i excloeu els animals atípics o no saludables abans de l'aleatorització.
- Diferenciar la manipulació-de les respostes a l'estrès induïdes de la fisiologia de referència.
La variació individual és especialment pronunciada en els NHP en comparació amb els rosegadors o gossos criats amb finalitat-. Les anomalies basals sovint inclouen paràmetres d'eritròcits fluctuants, elevacions esporàdiques dels enzims hepàtics o perfils proteics atípics. Si aquestes variacions de referència es superposen amb l'objectiu farmacològic previst o el perfil toxicològic de l'article de prova, la detecció pre-dosi serveix com a mecanisme principal per evitar interpretacions falses-positives.
Factors de disseny de l'estudi que afecten la interpretació de dades
Repetició de mostres de sang PK/TK
La flebotomia freqüent per al perfil farmacocinètic pot induir canvis hematològics iatrogènics. La recollida de sang d'alta-freqüència o de gran-volum causa freqüentment disminucions en:
- Recompte de glòbuls vermells (RBC).
- Concentració d'hemoglobina (Hgb).
- Hematocrit (Hct)
- Proteïna total i albúmina (a causa de l'hemodilució)
Si la funció de la medul·la òssia es manté intacta, aquests canvis microcítics o normocítics solen anar acompanyats d'una reticulocitosi compensatòria. Per tant, s'han de fer una referència creuada-de disminucions lleus dels paràmetres de l'eritró amb els volums totals de sang extrets al llarg de l'estudi.
Anestèsia i efectes de manipulació
Els protocols NHP requereixen anestèsia habitualment per a la contenció, la imatge o el mostreig invasiu. L'elecció i la durada de l'anestèsia afecten directament les lectures de patologia clínica. Els animals anestesiats presenten freqüentment distribucions de leucòcits alterades i perfils d'electròlits canviats en comparació amb les cohorts conscients i restringides manualment. A més, les injeccions en decúbit i anestèsia intramuscular poden causar trauma muscular subclínic, donant lloc a pics marcats en la creatina cinasa (CK). Les tècniques de mostreig coherents i els protocols anestèsics estandarditzats són obligatoris en totes les fases de l'estudi.
Les variables addicionals del disseny de l'estudi que requereixen un control estricte inclouen:
- Edat animal i fase de desenvolupament
- Durada i temps del dejuni en relació amb la recollida
- Ordre de mostreig dins d'una cohort
- Via i velocitat d'administració
- Procediments experimentals combinats (p. ex., dosificació quirúrgica, infusions contínues)
Consideracions d'hematologia
Glòbuls vermells
Els gossos i els NHP posseeixen una vida d'eritròcits més llarga que els rosegadors, cosa que altera la cinètica del desenvolupament de l'anèmia i la recuperació de la medul·la. Després d'una pèrdua de sang aguda, els animals grans mostren un percentatge inicial de reticulòcits inferior i una resposta regenerativa més gradual.
En els macacs, les característiques basals dels eritròcits (com ara el volum corpuscular mitjà) es correlacionen amb l'origen geogràfic (p. ex., micos cynomolgus xinesos vs cambodjans vs. mauricians). L'ús d'animals d'una única font geogràfica minimitza el soroll de referència. A més, els patògens de fons subclínics (com els hemoparàsits o les infeccions víriques latents) poden suprimir l'eritropoesi i s'han d'eliminar durant la quarantena.
Variació de glòbuls blancs
Els perfils de leucòcits són molt específics d'espècie-. Els gossos són dominants-de neutròfils, mentre que els NHP sans presenten una distribució més equilibrada o de limfòcits-dominant. Aquestes diferències de referència dicten patrons de manifestació diferents durant la inflamació sistèmica.
A més, la contenció física, els entorns nous o la por desencadenen un alliberament ràpid de catecolamines i glucocorticoides. Aquesta resposta a l'estrès indueix una mobilització marginal de la piscina, que es presenta com a neutrofília i limfopènia transitòries. Com que els NHP són molt sensibles a la gestió de l'estrès, els canvis aïllats en el recompte de glòbuls blancs-absents de signes clínics correlatius o evidències histopatològiques d'inflamació dels teixits-s'han d'interpretar amb precaució.
Paràmetres de coagulació
La cinètica de coagulació varia segons les espècies. El temps de protrombina (PT) basal és inherentment més curt en els gossos que en els humans, i les deficiències de factors idiosincràtics poden provocar una prolongació aïllada, no relacionada amb -medicaments-, en gossos individuals. En estudis de NHP, els assaigs de temps de tromboplastina parcial activat (APTT) són molt sensibles a la variabilitat del lot de reactius i a la manipulació de mostres (p. ex., coagulació parcial durant la recollida). Quan la cascada de coagulació és un objectiu conegut de l'article de prova, són imprescindibles una coincidencia de base estreta i lots de reactius uniformes.
Avaluació de la funció hepàtica
L'alanina aminotransferasa (ALT) és un biomarcador estàndard per a les fuites hepatocel·lulars. En gossos Beagle joves i criats amb un propòsit-, els intervals d'ALT de referència són reduïts, la qual cosa permet detectar canvis hepàtics subtils induïts per tractament-. Per contra, els gossos grans i els NHP mostren una variació fisiològica més àmplia.
Els macacs presenten freqüentment pics d'ALT transitoris i autolimitants a causa de canvis hepàtics de fons o de brots virals subclínics. En conseqüència, les elevacions d'un punt-únic dels enzims hepàtics requereixen corroboració mitjançant biomarcadors concurrents (p. ex., aspartat aminotransferasa, àcids biliars totals), assajos funcionals i avaluació histopatològica.
La fosfatasa alcalina (ALP) i la gamma-glutamil transferasa (GGT) serveixen com a indicadors de la malaltia hepatobiliar o colestatica. Tot i que l'ALP és molt sensible a la colèstasi en gossos, és menys específic en els NHP a causa de les contribucions significatives d'isoenzims ossis i intestinals, especialment en animals juvenils en creixement. La GGT és sovint un marcador biliar més fiable en models de NHP.
Avaluació de la funció renal
El nitrogen ureic en sang (BUN) i la creatinina sèrica segueixen sent els indicadors estàndard de la filtració glomerular, malgrat la seva insensibilitat a la insuficiència renal en fase inicial-. Els gossos mantenen intervals fisiològics relativament estrets per a aquests analits, simplificant la identificació de canvis renals lleus. En canvi, els NHP presenten un ampli rang de referència, fent que els canvis subtils siguin més difícils de caracteritzar.
Com que el BUN està influenciat pel catabolisme de proteïnes, la ingesta dietètica i l'estat d'hidratació, s'ha d'interpretar juntament amb la creatinina. L'anàlisi d'orina proporciona un context essencial, però la recollida de mostres en animals grans-sovint implica la recollida d'orina durant la nit-introdueix riscos d'evaporació, contaminació fecal o degradació cel·lular. Quan la nefrotoxicitat és una de les preocupacions principals, es recomana una cistoscòpia-guiada per ultrasons o una gàbia metabòlica especialitzada.
Marcadors de lesions musculars
Les elevacions de la creatina cinasa (CK) són freqüents en estudis de NHP. Sovint són motivats per la captura física, la contenció, les injeccions intramusculars o la decúbit prolongat sota anestèsia en lloc de la toxicitat sistèmica de l'article de prova. Per evitar interpretacions errònies, els pics de CK aïllats s'han d'avaluar en funció de:
- Proximitat cronològica a esdeveniments estressants o injeccions
- Neteja la-dependència de la dosi entre els grups de tractament
- Co-activació de marcadors de teixit més específics
- Canvis concurrents en l'aspartat aminotransferasa (AST) i la lactat deshidrogenasa (LDH)
Per a les avaluacions de cardiotoxicitat, s'han d'utilitzar troponines cardíaques (I o T), ja que ofereixen una cardioespecificitat superior als marcadors enzimàtics tradicionals tant en gossos com en NHP.
Paràmetres metabòlics i proteïnes sèriques
El metabolisme de la glucosa i els lípids en els NHP són molt sensibles als estressants ambientals i als canvis en la dieta. La manipulació-de l'alliberament d'epinefrina induïda de forma rutinària desencadena una glicogenòlisi ràpida, donant lloc a una hiperglucèmia transitòria. Els horaris d'alimentació també provoquen fluctuacions pronunciades en els triglicèrids i el colesterol sèrics.
Els NHP també presenten concentracions basals de proteïnes sèriques més altes i més variables que els rosegadors. Els canvis en les fraccions d'albúmina i globulina sovint reflecteixen respostes inflamatòries en fase aguda-no específiques a procediments, infeccions subclíniques o estats nutricionals alterats, en lloc de la toxicitat directa d'òrgans diana-.
Electròlits i paràmetres minerals
Les concentracions sèriques d'electròlits, especialment de sodi, potassi i clorur, estan subjectes a canvis ràpids en els NHP a causa de l'estat d'hidratació, els desequilibris àcids-bases per la depressió respiratòria induïda per anestèsia- o l'hemòlisi de la mostra.
Les concentracions totals de calci s'uneixen directament a l'albúmina sèrica. En conseqüència, les alteracions del calci total s'han de corregir matemàticament o fisiològicament pels nivells d'albúmina; els canvis en el calci total no indiquen necessàriament un canvi biològicament rellevant en la fracció funcional i ionitzada del calci.
Conclusió
La interpretació de dades de patologia clínica en gossos i primats no humans s'estén més enllà de les comparacions estadístiques estàndard entre els grups de vehicles i de tractament. La variabilitat biològica, la deriva de la línia de base, els artefactes de flebotomia, l'anestèsia i la manipulació de l'estrès sovint introdueixen dades confuses.
L'avaluació precisa de la seguretat es basa en la integració integral dels paràmetres de la patologia clínica amb els paràmetres del disseny de l'estudi, les observacions clíniques-en temps real, les dades d'exposició farmacocinètica i els resultats histopatològics definitius. Un enfocament rigorós i específic de l'espècie-d'aquests conjunts de dades és essencial per traduir les troballes preclíniques en avaluacions precises del risc humà.
Hall, RL i Everds, NE (2003). Factors que afecten la interpretació de la patologia clínica dels primats canins i no humans.Patologia toxicològica, 31(1_suppl), 6-10. DOI: 10.1080/01926230390174878
