Alzheimer Hastalığı Tedavisinde Preklinik Çalışmalar, Dr.Pınar

Alzheimer Hastalığı
Tedavisinde Preklinik
Çalışmalar
Pınar Yamantürk-Çelik
İstanbul Üniversitesi, İstanbul Tıp Fakültesi
Farmakoloji ve Klinik Farmakoloji Anabilim Dalı
19. Ulusal Farmakoloji Kongresi , 2424-27 Ekim 2007, Trabzon
Karadeniz Teknik Üniversitesi
Preklinik Çalışma
● Etkinlik
● Seçicilik
● Mekanizma
● Özel toksisite
Etkinlik / Mekanizma
Model
Bellek
Davranışsal
Amiloid β
Biyokimyasal
Histopatolojik
Modellerin Dayanağı
Lezyon (patoloji / anatomi)
Genetik bozukluk
Davranış değişikliği
Kolinerjik hipotez
Lezyon Temelli Modeller
Spontan (in vivo / in vitro)
İndüklenen (in vivo / in vitro)
Genetik (in vivo)
Girişimsel (in vivo)
Ramesh S, 1988 (değiştirilerek)
in vivo modeller-spontan
Yaşlanma ile gelişen nöropatolojik
lezyonlar
● Senil plak (köpek ve maymun)
● Anormal filament (maymun)
in vivo modeller-indüklenen
Alzheimer hastalığı benzeri
nöropatolojik lezyonlar
● Yavaş virüs (prion)
○ Senil plaklar (fare)
○ Spongioform değişiklikler (koyun)
● Alüminyum
● Mikrotübül üzerine etkili maddeler
(kolşisin)
○ Düz filament birikimi
in vivo modeller-genetik
Transgenik fare
● Amiloid öncül proteini
● Presenilin 1
● Tau proteini
Knockout fare
● ApoE
in vivo modeller-girişimsel
Alzheimer duyarlı beyin bölgelerinde
cerrahi, elektriksel ya da kimyasal
lezyonlar
● Hipokampus
● Meynert bazal nükleusu
in vitro modellerspontan/indüklenen
İnsan kortikal hücre kültürlerinde spontan
lezyonlar
Nöron kültürlerinde indüklenen lezyonlar
●Aluminyum ve kolşisin (insan, tavşan,
sıçan, fare)
●Glutamat ve/veya aspartat (insan)
Farklılaşmış insan teratokarsinoma
nöronlarında indüklenen lezyonlar
Aluminyum, kolşisin, doksorubisin
Karşılaştırma - artılar / eksiler
in vitro modeller
Daha az karmaşık, ilaç tarama için uygun
ancak beyin fizyolojisi çalışmak için
kullanılamaz
in vivo modeller
Davranış çalışmaları yapılabilir, hastalık
ilişkili mutantların patolojik fenotipi ve yeni
tedavi hedefleri tanımlanabilir, ancak
insandaki patolojik fenotipi tam olarak
gösteremez, bazı genlerin aşırı
ekspresyonu beklenmeyen etkilere yol
açabilir
Tong L, 2004
Transgenik modeller
Gardner (1968): Embriyonik hücrelerin
izolasyonu, blastokist embriyolarına
injeksiyonu
Jaenisch ve Mintz (1974): Yabancı
DNA ’nın döllenmiş yumurtaya aktarımı
Martin ve Evans (1981): Embriyonik
kök hücre izolasyonu
DNA
A
transgenik fare üretimi
İstenen geni
sunan hücreleri
seçme
blastokist
Embriyonik kök
(EK) hücreler
B
uterusa implantasyon
pronükleus
istenen gen
(vektör ile)
Yavruda genin varlığının araştırılması
Heterozigotların çiftleştirilip homozigot eldesi
Döllenmiş yumurta
RODENT
Adı
Plak
P-tau Düğüm Hücre- Bellek- Yaş(ay)
PDAPP fare
+
+
_
_
+
6-8
Tg2576 fare
+
+
_
_
+
9-11
APP23 fare
+
+
_
+
+
6
TgCRND8 fare
+
?
_
?
+
3
APPSwe TgC3-3 fare
+
?
?
?
?
18
PSAPP fare
+
+
?
+/-
+
6
Tg478/1116/11587sıçan +
?
?
?
?
9
ALZ7 fare
_
+
_
_
?
.
ALZ17 fare
_
+
_
_
?
.
7TauTg fare
_
+
+
?
?
18-20
JNPL3 fare
_
+
+
+
+
5
pR5 fare
_
+
+
+
?
8
TAPP fare
+
+
+
?
?
6
3xTg-AD fare
+
+
+
?
?
3
Spires TL, & Hyman BT, 2005
türler
C. elegans
D. melanogaster
P. marinus
M. musculus
NONRODENT
Gen
Drosophila
C. elegans
P. marinus
huAPP, huTau
Aβ, huTau
huTau
Spires TL, & Hyman BT, 2005
Türler: Artılar ?
İnsan beynine benzerlik
Kolay ve hızlı üreme, ucuz olma
Etik kısıtlama olmaması
Gelişmiş davranış testlerinin olması
Genetik özelliklerin bilinmesi
Nonrodent modeller
Düşük maliyet üretim-bakım
Küçük canlı olmaları
Kısa yaşam süreleri
Çok iyi belirlenmiş genetikleri
Davranış Özellikleri
tg2576 fareler
Lokomotor aktivite artışı
Artı-labirent testi, zorunlu yüzme testi
yanıtları lokomotor aktivite artışı ile
değişiyor
HPA eksen değişikliği yok
Gil-Bea FJ, et al., 2007
Transgenik modeller: Ne sağladı ?
Hastalığın temel biyolojisi ve
patogenezi hakkında anlayışımızı
geliştirdi
İlaçlar için test sistemleri oluşturdu
Yeni model çalışmaları
Tavşan
Kolesterol (yem)+ Bakır sülfat (su)
10 hafta
Nöropatoloji
Bellek kaybı
İlaca yanıt
Woodruff-Pak DS, et al. 2007
Davranışsal Modeller
Ödev
„ Hata sayısı
„ Bitirme süresi
saat
hafta
Davranış Modelleri:Yönlendiriciler
Ağrılı uyaran
Açlık
Yükseklik-açık alan
Sosyal izolasyon
Zorunlu yüzme
Görsel uyaran
Kötü koku
Kötü tat
Davranış Modeli Düzenekleri
Model Türleri
Morris su tankı
Sekiz kollu ışınsal labirent
Pasif sakınma
Cisim tanıma
Üç-panelli pist
Yükseltilmiş artı-labirent
Üç-Panelli Pist
25 cm
A
36 cm
B
B
C
175 cm
Furuya Y, et al., 1988
Referans Bellek
4
3,5
3
Çalışma Belleği
2,5
4,5
2
4
1,5
3,5
1
3
0,5
2,5
Kontrol
Skopolamin
2
1,5
0
Kontrol
Skopolamin
3 mg/kg, i.p.
1
2
3
4
5
6
3 mg/kg, i.p.
1
0,5
0
1
2
3
4
5
6
yükseltilmiş artı-labirent
25 cm
50 cm
8 cm
Itoh J, et al., 1990
90 sn
Transfer süresi (sn)
70
150 sn
60
50
40
Kontrol
Skopolamin
30
3 mg/kg, i.p.
20
10
0
1. Gün
2. Gün
Model Seçimi
Araştırmanın amacı
Modelin duyarlılık derecesi
Birden fazla model kullanımı
Deney koşulları uygunluğu
Tau
+/+
hAPPTau
+/+
hAPPTau
-/-
Morris Su Tankı
Roberson ED, et al. 2007
AH: Modellenmiş özellikler ?
Nörofibriler yumak ve nöral plak
Ailesel Alzheimer hastalığı (AH) genlerinin
hastalığın patolojisinde kanıtlanmış rolü
AH-ilişkili genlerin izole edilmesi
AH da lipid metabolizması ve
inflamasyonun teyid edilmesi
Davranış değişiminin beyin bölgesine özgü
oluşu
Tau dejeneratif değişimin varlığı
Tedavide Hedef Noktalar
Reseptör
Enzim
Amiloid
Serbest radikal
İyon kanalı
Nörotrofik faktör
Hormon
Metal
Virüs
Gen
Sonuç
Çok çeşitli canlı türleri hizmet ediyor
Transgenik modellerle yeni ve verimli
bir dönem başlamıştır
Davranış modelleri tamamlayıcı
özellikleri ile geçerliliğini korumakta
Doğru seçim ve uygulama yanlış veri
üretimini önlemekte
Birden fazla modelle test etme doğru
bir yaklaşım