Et nyt præklinisk paradigme til test af anti-aldringsterapi

Abstrakt

Test af medicin tilanti-aging effekterer historisk blevet udført i muselevetidsstudier, men er dyre og tidskrævende og merevigtigst af alt, vanskeligt at rekapitulere hos mennesker. Ud over,livslængde undersøgelserhos mus er ikke velegnede tilat teste stofkombinationer, der er målrettetflere faktorer involveret i aldring. Der er behov for yderligere paradigmer til at teste terapeutiske midler, der sigter mod at bremse aldring. Et nyt paradigme, udpegetsom Geropathology Grading Platform (GGP), er baseret på et standardiseret sæt retningslinjer udviklet til at påvise tilstedeværelse eller fravær af lav-påvirkninghistopatologiske læsioner og for at bestemme sværhedsgraden af ​​højpåvirkende læsioner i organer fra gamle mus. GGP genererer ennumerisk score for hver aldersrelateret læsion i et organ, summeret for totale læsioner og gennemsnittet over flere mus for at opnå en sammensat læsionscore (CLS). Foreløbige undersøgelser viser, at platformen genererer CLS'er, der stiger med alderen på mus på en organafhængig måde. DetCLS'er er følsomme nok til at detektere ændringer fremkaldt af indgreb, der forlænger musens levetid og dermed hjælper med at validere GGP som et nyt værktøjat måle biologisk aldring. Selvom GGP i øjeblikket er optimeret til mus, kan den tilpasses til enhverpræklinisk dyremodel. 

Nøgleord:Platform for geropatologi-gradering—aldring—Aldrende læsioner hos mus— Præklinisk lægemiddeltest —Anti-aging terapi

Klik her for at lære Herba Cistanche for anti-aging at kende

I øjeblikket er den prækliniske afprøvning af terapeutiske indgreb til at bremsealdring sker i vid udstrækning ved at måle levetiden som et resultat hos mus.Dette er dog relativt dyrt og tidskrævende. Desuden,levetid kan ikke bruges som endepunkt i humane kliniske forsøg,fordi omkostningerne bliver uoverkommelige. Derudover livslængdeundersøgelserhos mus er for lange og dyre til effektivt at teste lægemiddelkombinationersom er målrettet mod flere aldringsveje. Således nye endepunkter og metoderer nødvendige for præklinisk testning eller screening af terapeutikarettet mod at bremse aldring.For at imødekomme dette behov, et nyt paradigme, udpeget somGeropatologi Grading Platform (GGP) (1), blev for nylig udvikletaf geropatologisk karakterudvalg, en aktiv komponentaf Neuropathology Research Network finansieret af en NIAR24-tilskud (Warren Ladiges, PI). Udvalget består af en formand(Warren Ladiges) og seks bestyrelsescertificerede veterinærpatologer:Denny Liggitt, DVM, PhD, Institut for Sammenlignende Medicin,University of Washington, Seattle, Washington; Jessica M. Snyder,DVM, MS, Institut for Komparativ Medicin, Universitetetaf Washington, Seattle, Washington; Tim Snider, DVM, Ph.D.,Institut for Veterinærpatologi, Oklahoma State University,Stillwater, Oklahoma; Erby Wilkinson, DVM, PhD, Institut forPatologi, University of Michigan, Ann Arber, Michigan; DeniseM. Imai, DVM, PhD, Institut for sammenlignende patologi,University of California, Davis, Davis, Californien; og Smitha P.S.Pillai, DVM, PhD, Fred Hutchinson Cancer Research Center, Seattle,Washington.

GGP er baseret på et standardsæt af retningslinjer udviklet til (i)opdage den histologiske tilstedeværelse eller fravær af lav-påvirkningslæsioner iflere organer og (ii) måle sværhedsgraden af ​​høj påvirkninglæsioner relateret til aldring, hos mus (2,3). Platformen er designet tilgenerere en numerisk score for hver læsion i et specifikt organ, således aten samlet læsionsscore opnås ved at tilføje hver læsionsscore for detorgel til én mus. De samlede læsionsscore er gennemsnittet mellem allemus i en specifik kohorte for at opnå en sammensat læsionsscore (CLS)for det organ (4). CLS kan derefter bruges til at sammenligne svartil lægemiddelbehandling over tid, bestemme effekten af ​​ændringer i genetudtryk, eller undersøge virkningen af ​​miljømæssige udfordringer ien række prækliniske ældningsundersøgelser. Denne platform har været vant tilsammenligne CLS i 8-, 16-, 24- og 32-måned gammel mand C57BL/6nia(B6) og C57BL/6nia × BALB/cnia F1 (CB6F1) musestammer. Somkan ses iFigur 1A, CLS i fire organer, hjerte, lunger, nyre, og lever for B6 mus steg på en aldersafhængig måde somforudsagt. Det er klart, at den største stigningstakt i CLSvar mellem 16 og 24 måneder. Desuden var der forskellei stigningshastigheden af ​​CLS mellem individuelle organer. En lignendemønster blev også set i CB6F1 mus (Figur 1B) hvilket indikerer, ataldersrelateret stigning i CLS var ikke stammeafhængig.

En af fordelene ved GGP som et nyt lægemiddeltestparAdigme er, at forskelle kan ses i CLS hos midaldrende musbehandlet med et anti-aldringsmiddel på kun flere måneder. Til eksamenplatformen blev brugt til at sammenligne CLS i B6-mus behandlet medrapamycin i 2 måneder, begyndende behandling ved 24 måneders alderen.Mikroindkapslet rapamycin blev leveret i foderet ved 42 ppm.Som det kan ses iFigur 1Crapamycin-behandlede mus havde signifikantlavere CLS i flere organer sammenlignet med placebo-behandlede mus.Eksperimenter med yderligere anti-aldringsmedicin vil hjælpe med at fremmevalidere disse indledende observationer. CLS korrelerede også godt med andremål for aldersrelateret tilbagegang som vist i et eksempel på hjerteældes indFigur 1D. Venstre ventrikelmasseindeks, kvantificeret ved ECHO,er et mål for kronisk progressiv hjertesygdom og dysfunktion.Hjertet CLS ændrede sig mere dramatisk end venstre ventrikelmasseindeks over den samme levetid, hvilket tyder på, at CLS kan være enmeget følsom indikator for aldersrelateret hjertedysfunktion. Et sekundeksempel er den aldersafhængige stigning i associerede karpalledslæsionermed et aldersrelateret fald i grebsstyrken af ​​forpoten(5). Disse observationer hjælper med at validere GGP som en måde at måle påbiologisk aldring. Dette er afgørende for og accelererer testtempoetterapeutiske midler rettet mod aldring. Der er behov for yderligere arbejde for at tilpasse GGPmed muselevetidsundersøgelser, andre mål for aldring, f.eks.skrøbelighed og molekylære patologiske endepunkter, der let kan oversættes (6).

Platformen kan derfor bruges på en hurtig og følsom mådelet at teste ikke kun enkelte lægemidler, men lægemiddelkombinationermålrette forskellige molekylære veje forbundet med aldring. GGPafslører også, hvilke organer der er mest påvirket af et bestemt indgreb. Dette kan hjælpe med at vejlede fremtidige kliniske forsøg og hvilke endepunkterskal måles. GGP vil blive udvidet til yderligere organerog vævssæt inklusive skeletmuskulatur, forpote bestående af ledog knogle, hoved bestående af næsehulen, tænder, øjne, ører, hjerne oghjernestamme og reproduktive organer. GGP-udvalget arbejderat færdiggøre retningslinjer for karaktergivning af disse orgelsæt i den nærmeste fremtid.

Figur 1.Sammensatte læsionsscore genereret af Geropathology Grading Platform hos mus ændrer sig på en alders- og lægemiddelafhængig måde. (A) Sammensat læsionscore i fire aldersgrupper af C57BL/6N hanmus stiger med stigende alder og på en organafhængig måde,N= 12/kohorte. (B) Sammensat læsion scorer ifire aldersgrupper af CB6F1 hanmus stiger med stigende alder og på en organafhængig måde,N= 12/kohorte. (C) Composite læsionsscore er undertrykti 24-måned gamle C57BL/6-mus efter 2 måneders oral rapamycin, 42 ppm,N= 6–7/kohorte,pMindre end eller lig med 0,05. (D) Sammensatte læsionsscore i hjertet øges i tilpasningmed venstre ventrikulær masseindeks (LVMI) og organvægt som mål for progressionen af ​​hjertefald med stigende alder hos C57BL/6N mus,N= 12/kohorte.

FinansieringDette arbejde blev understøttet af NIA R24 AG047115 (WL, PI), NIA R01AG031764 (PR, PI), NIA P01 AG043376 (LN), og præsenteret påGeropatologisk Workshop i forbindelse med årsmødet iAmerican Aging Association i Seattle, Washington, juni 2016.

InteressekonfliktForfatterne oplyser, at de ikke har nogen interessekonflikt at erklære.

Referencer

1. Ladiges W, Ikeno Y, Niedernhofer L, et al. Den neuropatologiske forskningnetværk: en tværfaglig tilgang til at integrere patologi iforskning i aldring.J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2016;71:431–434. doi:10.1093/gerona/glv079

2. Treuting PM, Linford NJ, Knoblaugh SE, et al. Reduktion af aldersassocieringated patologi hos gamle mus ved overekspression af katalase i mitokondrier.J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2008;63:813-822. PMID:18772461

3. Ladiges W, Ikeno Y, Liggitt D, Treuting PM. Patologi er et kritisk aspektaf prækliniske aldringsundersøgelser.Pathobiol Aldring Alder Relat Dis. 2013;3:22451. doi:10.3402/pba.v3i0.22451

4. Ladiges W. Patologisk vurdering er nødvendig for at validere translationelendepunkter i prækliniske aldringsstudier.Pathobiol Aldring Alder Relat Dis. 2016;6:31478. doi:10.3402/pba.v6.31478

5. Ge X, Cho A, Ciol MA, Pettan-Brewer C, Rabinovitch P, Ladiges W.Grebstyrke er potentielt en tidlig indikator for aldersrelateret nedgang imus.Pathobiol Aldring Alder Relat Dis. 2016;6:32981. doi:10.3402/pba.v6.32981 

6. Niedernhofer LJ, Kirkland JL, Ladiges W. Molecular pathology endpoint, der er nyttige til aldringsstudier.Aging Res Rev. 2016. doi:10.1016/j.arr.2016.09.012 [Epub forud for tryk].

Spørg for mere:

E-mail:wallence.suen@wecistanche.com Whatsapp plus 86 15292862950