Az életkorral összefüggő neurodegeneratív betegségek preklinikai tanulmányainak előrehaladásának útja: A rágcsálók és a HiPSC-eredetű modellek perspektívája 1. rész

Az Alzheimer-kór (AD) és a Parkinson-kór (PD) a két legelterjedtebb időskori neurodegeneratív betegség, és jelenleg egyikre sem létezik hatékony klinikai kezelés, a több évtizedes klinikai vizsgálatok ellenére.

A Parkinson-kór egy krónikus, progresszív neurológiai rendellenesség, amely jellemzően az izommozgást és az izomszabályozást érinti. A tanulmányok azonban kimutatták, hogy a PD-s betegek általában nem szenvednek általános kognitív károsodást, ami azt jelenti, hogy a memória jellemzően nem érinti.

Sok PD-beteg részletes feljegyzéseket és tényleges tapasztalatokat hagy hátra múltjáról, ami arra utal, hogy jó hosszú távú memóriájuk van. Ezenkívül egyes tanulmányok azt is kimutatták, hogy a PD-betegek jobban teljesítenek bizonyos specifikus memóriafeladatokban, mint például a hosszú távú memória, a verbális memória, valamint a térbeli és időbeli tájékozódás. Ennek az az oka, hogy a PD betegek jellemzően jobban összpontosítanak és elmerülnek a részletekben.

Ez nem jelenti azt, hogy a PD betegek egyáltalán nem tapasztalnak memóriaproblémákat. Egyes esetekben kissé eltérő kihívásokkal szembesülhetnek a figyelem és a memória terén. Például nagyobb zavaró képességet mutathatnak nagy mennyiségű információ feldolgozása során, ami nagyobb kihívást jelent a memóriában és a tanulásban. Ezenkívül néhány PD-beteg érzelmi problémák vagy összetett feladatok miatt rövid távú memóriaproblémákat tapasztalhat.

Ez azonban nem jelenti azt, hogy a PD szükségszerűen memóriavesztéshez vezet. A PD betegek továbbra is megőrizhetik memóriájukat és kognitív képességeiket, ha időben és megfelelő kezelésben és támogatásban részesülnek. Ez magában foglalja a családdal és az egészségügyi szakemberekkel való együttműködést, hogy gyógyszeres kezelést és neurológiai egészségügyi technikákat kapjanak, például relaxációs és légzési technikákat az érzelmi problémák enyhítésére, ezáltal javítva a figyelmet és a memóriát.

Ezért ösztönöznünk kell a PD betegeket, hogy lépjenek kapcsolatba a körülöttük lévő emberekkel, osszák meg tapasztalataikat, gyakorolják a memóriatechnikákat, és támogassák őket a jó fizikai és mentális egészség aktív kezelésében és fenntartásában. Bár a PD kihívást jelent a betegek számára, továbbra is hiszünk abban, hogy erős akaraterővel és értékes támogatással megőrizhetik pozitív és magabiztos hozzáállásukat, megfelelhetnek az élet kihívásainak, és továbbra is élvezhetik az élet szépségét. Látható, hogy javítanunk kell a memórián, a Cistanche pedig jelentősen javíthatja a memóriát, mert a Cistanche egy hagyományos kínai orvoslás, számos egyedi hatással, amelyek közül az egyik a memória javítása. A Cistanche hatékonyságát a benne található különféle hatóanyagok jelentik, beleértve a csersavat, poliszacharidokat, flavonoid glikozidokat stb., amelyek számos módon elősegíthetik az agy egészségét.

Kattintson a Ismerje meg a memória javításának módjait elemre

Az, hogy a preklinikai eredményeket nem sikerült hatékony kezelésekké alakítani, problémát jelent a potenciális terápiák jelenlegi értékelési folyamatában. Jelenleg nincs olyan használható állatmodell az AD és PD kutatáshoz, amely a betegségek teljes biológiáját tükrözné, különösen a gyakoribb, nem mendeli formákat.

Míg a területen továbbra is keresik a megfelelő rágcsálómodelleket e betegségek lehetséges terápiás módszereinek vizsgálatára, a rágcsálómodelleket továbbra is elsősorban preklinikai vizsgálatokhoz használják.

Itt egy paradigmaváltás mellett szól a humán indukált pluripotens őssejt (hiPSC) eredetű PD és AD modellezési rendszerek alkalmazása, valamint a továbbfejlesztett humán alapú modellek kifejlesztése egy edényben a gyógyszerkutatás és a terápiás célpontok preklinikai értékelése érdekében.

Az Alzheimer-kór (AD) és a Parkinson-kór (PD) terhe

Az AD és a PD életkorral összefüggő neurodegeneratív betegségek (NDD-k), amelyeket a krónikus neurodegeneráció és a fehérje aggregáció kóros jellemzői jellemeznek.

Az AD és a PD a két leginkább prevalenciával összefüggő NDD világszerte, becslések szerint 29,8 millió embert1, illetve 6,2 millió embert érint világszerte.2 Az életkor az AD és a PD egyik legfontosabb kockázati tényezője, a globális becslések azt mutatják, hogy az AD előfordulási aránya minden alkalommal megduplázódik. 5 év 65 éves korig, majd exponenciálisan növekszik 85 éves korig,3 és ez a tendencia az életkor előrehaladása és a növekvő előfordulási arány között a PD-ben is megfigyelhető.4

Ráadásul a gyorsan növekvő népesség mellett az előrejelzések szerint e betegségek globális előfordulási aránya a következő három évtizedben drámaian emelkedni fog, és csak az Egyesült Államokban a becslések szerint 2050-re csaknem 14 millió AD eset lesz.5

A betegségek krónikus jellege és a hatékony kezelési lehetőségek jelenlegi hiánya miatt a betegek gyakran maradnak olyan legyengítő tünetekkel, amelyek folyamatos gondozást igényelnek.

Ezek a betegségek nemcsak jelentős gazdasági terhet jelentenek, hanem az egészségügyi infrastruktúrát is jelentősen megterhelik. 2019-ben egy demenciában szenvedő beteg ellátásának teljes élettartamra szóló költségét 357 dollárra becsülték,000, a hosszú távú gondozásért fizetendő teljes éves kifizetést pedig 244 milliárd dollárra becsülték, amely költség az előrejelzések szerint tovább nő. 1,1 billió dollár 2050-re.6 A globális előrejelzések szerint az incidenciák aránya tovább fog emelkedni, és a meglévő egészségügyi infrastruktúra túlterhelésével fenyegethet.7

Ezt a problémát súlyosbítja a klinikailag hatékony betegségmódosító terápiák (DMT) jelenlegi hiánya. A DMT-k kialakulása előrehaladást igényel az AD és PD mögöttes patogén mechanizmusok és ok-okozati tényezők megértésében.

Az alapvető tudományos AD- és PD-kutatásból származó tudás potenciálisan átültetheti a DMT-k felfedezését, és megkönnyíti a klinikai vizsgálatokat.

Az AD és a PD kezelésének jelenlegi állapota

A jelenlegi „arany standard” kezelések célja a tünetkezelés javítása, nem pedig az alapbetegség gyógyító kezelése. Eddig mindössze 5, az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatósága (FDA) által jóváhagyott gyógyszer áll rendelkezésre AD kezelésére, amelyek közül négy kolinészteráz-gátló (rivasztigmin, takrin, galantamin és donepezil), az ötödik pedig N-metil-D-aszpartát. (NMDA) receptor antagonista (memantin).8

Ezenkívül a PD-re elérhető terápiák célja a dopamin (DA) vagy katekolamin neurotranszmitterek fiziológiás szintre történő mesterséges kiegészítése anélkül, hogy ténylegesen kezelnék vagy megakadályoznák az ilyen típusú neuronok degenerációját.

Az FDA által jóváhagyott PD-kezelések közé tartoznak a DA-prekurzorok (levodopa[L-DOPA]), a DA-agonisták (rotigotin és ropinirol), a katekol-Ometil-transzferáz (COMT) gátlók (entakapon) és a monoaminoxidáz B (MAOB)-gátlók (selegilin és razagilin).9

Míg ezek a szerek bizonyos mértékű átmeneti megkönnyebbülést nyújthatnak a betegek számára, csak a betegek egy részében hatásosak, idővel kevésbé hatékonyak, és ami talán a legfontosabb, semmit sem lassítanak az orhalt betegség progressziójában.10

Ezzel szemben a fejlesztés alatt álló gyógyszerek, amelyek célja az AD-hez vagy PD-hez vezető kóros folyamatok módosítása, és a betegségek mögöttes patogén mechanizmusaira (azaz a DMT-kre) hatni, egyre nagyobb kutatási fókuszt kapnak, és rendkívül vonzó terápiás utat jelentenek.

Az AD és PD DMT-k kifejlesztésére irányuló több éves kiterjedt kutatás ellenére jelenleg nem létezik olyan klinikailag hatékony kezelés, amely megakadályozná vagy késleltené e betegségek kialakulását, vagy megállítaná progressziójukat.11,12

Eddig több mint 1,000 feltételezett terápiát értékeltek klinikai vizsgálatok során, és a szerek több mint 99%-át 413 klinikai vizsgálatban értékelték 2002 és 2012 között, ami nem kielégítő eredményt hozott.8 Ez a magas sikertelenségi arány a betegség etiológiájának megértésében fennálló hiányosságokat tükrözi. Ez jelzi a nem megfelelő betegségmodellek alkalmazását a preklinikai bizonyítási stádiumban.

Utóbbi rávilágít arra, hogy felül kell vizsgálni a preklinikai vizsgálatok tervét, és javítani kell az új terápiák vizsgálata során használt betegségmodelleket egy olyan modellrendszer felé, amely teljes mértékben, vagy legalábbis jobban összefoglalja a PD és AD mögöttes molekuláris folyamatok döntő szempontjait.

Kudarcok az AD és PD klinikai vizsgálatokban: Az Aducanumab tanulságai

Az NDD-kre kifejlesztett DMT rendkívül magas meghibásodási aránya, különösen az AD és a PD esetében, egyértelmű ellentétben áll más betegségekkel (pl. rák), mivel a vizsgált terápiák csaknem fele daganatos megbetegedések kezelésére fejlesztették ki, és a betegek számára előnyös (https:/ /clinicaltrials.gov/).

Bár ezt a kudarcot az e betegségek gyógyszer-felfedezési folyamatának számos aspektusának tulajdonítják, ez elsősorban az e betegségekhez vezető biológiai folyamatok megértésének hiányából fakad, ami alapvetően félreinformálhatja a célpont azonosítását.

Például az AD klinikai vizsgálatainak többsége a béta-amiloid (Ab) aggregátumok és plakkok szintjének csökkentését célozta olyan gyógyszerek alkalmazásával, amelyek csökkentik az Ab termelését és aggregációját és/vagy javítják kiürülését. Sajnos az ilyen kísérletek ismételten nem tudták megmenteni a betegség fenotípusait, és sok nyomozó és finanszírozó szervezet elismeri, hogy a hangsúlyt más lehetséges bűnösökre kell helyezni. A preklinikai betegségmodellek elégtelenségei, különösen a jelenleg elterjedt állatmodellek, nagy szerepet játszottak a félrevezető feltételezett hatásossági és biztonsági eredmények terjesztésében e gyógyszerek preklinikai vizsgálatai során.

Ezt talán a legjobban az antitest-alapú gyógyszer-célzó Ab, az aducanumab szemlélteti, amelyet a Biogen fejlesztett ki a Neurimmune szabadalmaztatott Reverse Translational Medicine platformja segítségével, amely a közelmúltig az AD legígéretesebb gyógyszerjelöltje volt (S1. táblázat).

Az aducanumab jelentősen csökkentette a transzgénikus (Tg) AD egerek agyában jelenlévő amiloid plakkok számát, és javult a klinikai kimenetel (pozitronemissziós tomográfia amiloid kimutatására 1 év után, neuropszichiátriai értékelések, negyedéves MRI-megfigyelés és folyadékbiomarkerek).13

Az aducanumab teljesítménye annyira ígéretes volt, különösen amiloidszint-csökkentő képességében, hogy miközben a preklinikai és korai klinikai stádiumú vizsgálatok folynak, a Biogen egyidejűleg két 3. fázisú klinikai vizsgálatot (EMERGE és ENGAGE) folytatott. Így sok beteg, vizsgáló és gyógyszerészeti tisztviselő nagyot csalódott volt, amikor a 2019-es EMERGE és ENGAGE vizsgálatok során nem sikerült megőrizni terápiás hatékonyságát. Ezenkívül kiderült, hogy az Ab valószínűleg nem klinikailag releváns terápiás célpont az AD hatékony DMT létrehozásához.

Mindazonáltal a Biogen fenntartja, hogy az EMERGE-próbának volt néhány pozitív előnye, amely arra késztette a vállalatot, hogy 2020 júliusában hatósági engedélyért folyamodjon az aducanumabhoz az Egyesült Államokban.

Az Ab csökkentését célzó különféle további terápiák hasonlóképpen tartósan kudarcot vallanak a pozitív klinikai eredményekben. 2016-ban az Eli Lilly anti-ab antitest gyógyszere, a solanezumab nem tudta felülmúlni a placebo előnyeit egy 2100 beteg bevonásával végzett 3. fázisú vizsgálatban (S1 táblázat).

A Merck gyógyszeróriás más megközelítést alkalmazott az Ab elleni küzdelemben a késői kezdetű AD-ben (LOAD) szenvedő betegeknél azáltal, hogy a verubecestat (MK8931) inhibitorral a theb-szekretáz 1 enzimet (BACE) célozta meg.

A sikeres preklinikai és fázis 1 klinikai vizsgálatok után a Merck 2012-ben megkezdte az MK-8931 2/3. fázisú vizsgálatát, hogy 2019 végén befejezze a vizsgálatot. A Merck azonban végül 2017 elején lemondta ezt a vizsgálatot, miután egy független tanulmány megállapította, hogy " gyakorlatilag semmi esélye a működésre, és 2018 elején egy második kísérletet is megszüntettek az AD korábbi szakaszainak kezelésére. 2014-ben az AstraZeneca és az Eli Lilly bejelentette, hogy megállapodást kötöttek a lanabecesztat (AZD3293), egy orális BACE-gátló fejlesztéséről.

A nagyon ígéretes preklinikai és 1. fázisú klinikai vizsgálatok után 2014 végén megkezdődött a lanabecesztát 2/3. fázisú klinikai vizsgálata, amelyet 2018 végén a tervezett befejezés előtt leállítottak a hasonló hatástalan klinikai eredmények miatt.

A Johnson & Johnson's BACE-gátló atabecesztátot, amelyet az AD kockázatának kitett emberek kognitív hanyatlásának lassítására terveztek, szintén 2018-ban került a boltba, amikor a májenzimek megugrottak a vizsgálatban résztvevőknél, ami nem szándékos mellékhatás. A kísérlet 557 résztvevőjét még mindig nyomon követik a biztonsági nyomon követés részeként.

Ezenkívül a BACE-gátlóknak jelentős mellékhatásai lehetnek a mozgáskoordináció károsodásával kapcsolatban, mivel a BACE enzimek, különösen a BACE1 szükségesek az izomorsók megfelelő működéséhez.

Ennek ellenére a BACE1 knockout egerek nem mutatnak patológiás kimeneteleket, és teljesen egészségesek. Figyelemre méltó azonban az a figyelmeztetés, hogy az összes anti-ab terápiát alaposan tesztelték sporadikus AD-ban (sAD) és LOAD-ban szenvedő betegpopulációkban, és még nem végeztek terápiás vizsgálatokat a kevésbé gyakori, korai megjelenésű, családi formákban szenvedő betegeknél.

Ezen túlmenően olyan problémák, mint például a rossz vizsgálati tervezés, a LOAD hibás stádiuma egy adott gyógyszerhez, a végpontmérések korlátozott statisztikai ereje és a nem alkalmas résztvevők bevonása potenciálisan hozzájárulhatnak a LOAD klinikai vizsgálataival kapcsolatos kudarcokhoz.14 Ezen figyelmeztetések közül sok megkerülhető az egyéb módon történő fejlesztéssel. a feltételezett DMT-k elégtelen és/vagy hiányos preklinikai értékelése.

Bár az AD-PD spektrumú betegségek sikeres gyógyszerfejlesztését kétségtelenül gátolja az okok és a betegség kialakulásához vezető korai folyamatok jelenlegi hiánya, ez az áttekintés a preklinikai kutatások hiányosságaira összpontosít a betegségmodell-rendszerek kontextusában. \

Áttekintést adunk a jelenlegi in vitro és in vivo rendszerekről az AD és PD modellezésére a preklinikai vizsgálatok során, kiemeljük előnyeiket és korlátaikat, és megvitatjuk a sikeres DMT-k fejlesztéséhez szükséges továbbfejlesztett modellek szükségességét.

Ezzel a perspektívával összhangban ez az áttekintés az életkorral összefüggő NDD-k állatmodelljeiről való óvatos és megfontolt átmenetet javasolja az ember által kiváltott pluripotens őssejt (hiPSC) alapú modellek felé, hogy megkönnyítsék a preklinikai vizsgálatok elvégzését a leendő DMT-k jobb prediktív érvényességével. Végül frissítjük a jelenlegi hiPSC technológiákat, és feltárjuk a hiPSC modellek jövőbeli irányait.

In vivo modellek: A PD és AD állatmodellek jelenlegi állapotaAz in vivo modellezési megközelítések áttekintése

Az AD és a PD tanulmányozása során számos modellszervezetet alkalmaztak, az egyszerű gerinctelenektől, mint például a C. elegans, a magasabb rendű emlősökig, mint például a főemlősökig.9,15

Az egyszerű gerinctelen modellek hatékony keretrendszert kínálnak az új farmakológiai és genetikai beavatkozási stratégiák értékeléséhez, kínálva az alacsony költség előnyeit és a több száz potenciálisan terápiás vegyület párhuzamos szűrésének lehetőségét; azonban a gerinctelenek idegrendszere nem kellően összetett ahhoz, hogy modellezze az AD-ben és PD-ben megfigyelt régió-specifikus neurodegenerációt, és a gerinctelenek nem képesek betegséggel összefüggő viselkedési károsodást felmutatni.

Mint ilyenek, a gerinctelen állatokat jellemzően az új vegyületek kezdeti életképességének tesztelésére használják, hogy a betegség szempontjából releváns útvonalakon hatnak, és a hatékonynak talált vegyületeket áttérnek az emlősökön alapuló modellekre a biztonsági profil meghatározására és a terápiás hatékonyság értékelésére.

A preklinikai tesztelés ezen szakaszában használt elsődleges állatmodellek az egerek és a patkányok, és ezeknek a rágcsálókon alapuló vizsgálatoknak a kísérleti eredményei gyakran alapul szolgálnak annak meghatározásához, hogy a lehetséges terápiás hatás eléri-e a humán klinikai kísérleteket. A rágcsálókon végzett több évtizedes potenciálisan ígéretes preklinikai vizsgálatok ellenére jelenleg nincs hatékony DMT az AD és a PD kezelésére.

A rágcsálók számos lehetőséget kínálnak az NDD-k modellezésére. A legfontosabb, hogy a rágcsálók komplett organizmusok öregedő agyvel, és idegrendszerük az embereknél megfigyelthez hasonló általános hierarchikus szerveződést mutat.

Pontosabban, az anatómiailag elkülönülő substantia nigra (SN) jelenléte, amely DA-t biztosít a striatális motorrendszer működésének támogatásához, elengedhetetlen formodelláló PD viselkedéshez,10 míg egy bazális előagy-alapú kolinerg rendszer, amely acetilkolint biztosít a hippocampusnak (HP) és a tanulást és a memóriát támogató kéreg elengedhetetlen az AD modellezéséhez.16

A rágcsálók idegrendszerének másik kulcsfontosságú jellemzője az a képesség, hogy megnyilvánuljanak az AD-ben és a PD-ben megfigyelt sejtpatológiák, nevezetesen a hibásan feltekeredett fehérje-aggregátumok, amelyek intra- és extracelluláris zárványokat képeznek, amelyeket proteopátiáknak nevezünk.17

Az analóg idegi architektúra és a sejtpályák jelenléte együttesen vonzó modellt ad a rágcsálóknak a betegség szempontjából releváns folyamatok tanulmányozására a funkcionális idegi áramkörök és összetett viselkedés összefüggésében. Ezenkívül a rágcsálók számos gazdasági és kísérleti előnyt kínálnak a magasabb rendű emlősökhöz, például a főemlősökhöz képest. Pontosabban, a rágcsálóvizsgálatok viszonylag olcsóbbak, rövidebb időintervallumot igényelnek, és kevesebb jóváhagyást igényelnek.

Mindazonáltal, annak ellenére, hogy képesek bizonyos mértékben megjeleníteni ezeket az anatómiai és kóros jellemzőket, az AD és PD rágcsálómodellek, amelyek az összes klinikai és patológiai jellemzőt egyidejűleg összegzik, még kidolgozásra várnak.

Évtizedes kutatások feltárták, hogy a rágcsálómodellek betegségeinek jellemzőit előidéző ​​mechanizmusok nem feltétlenül közösek az emberekben természetesen előforduló betegségek mechanizmusaival.18,19

Ez a korlátozás valószínűleg azzal a ténnyel függ össze, hogy a rágcsálók nem élnek elég hosszú ideig ahhoz, hogy természetes módon életkorral összefüggő NDD-ket fejlesszenek ki, következésképpen ezeket a tulajdonságokat kísérletileg kell előidézni jelentősen lerövidített időskálán, ami eltér attól, ahogyan az emberi populációkban megnyilvánulnak.

Hasonlóképpen, a laboratóriumi állatok életük évtizedei során nincsenek kitéve környezeti tényezőknek, mint az emberek. Az AD és PD rágcsálókon alapuló modelljei nagyjából két osztályba sorolhatók a betegséggel kapcsolatos fenotípusok kiváltására alkalmazott módszer alapján: transzgénikus és kémiai toxin alapú modellek.

Az AD transzgenikus modelljei

Az AD oka rosszul ismert; azonban számos kóros jellemző következetesen megfigyelhető AD-betegeknél. Molekuláris szinten a patológiás jellemzők közé tartoznak az oldhatatlan Ab peptidekből álló extracelluláris szenilis plakkok és az intraneuronális neurofibrilláris szövedékek (NFT), amelyek elsősorban a mikrotubulusokhoz kapcsolódó tau-proteinből állnak, amely hiperfoszforilálódott.20,21

Ezek a sejtfenotípusok széles körben elterjedt neuronvesztéshez vezetnek a diffúz agyrégiókban, beleértve a HP-t, az agykéreget, a gyrust, a thalamust, az amygdalát, a bazális ganglionokat és az agytörzs egyes részeit.22

A neuronaldeath kognitív és viselkedési zavarokat okoz, leginkább memóriazavarokat. Így az AD ideális állatmodellje ezeket a molekuláris és sejtes patológiás jellemzőket mutatná, és kognitív károsodásokhoz vezetne a memóriában és más viselkedésekben.

Az AD családi vagy autoszomális domináns formája az amiloid prekurzor fehérje (APP), a presenilin 1 (PSEN1) vagy a presenilin 2 (PSEN2) gének mutációiból származik, amelyek mindegyike szerepet játszik az Ab metabolizmusában, a az extracelluláris plakkok magkomponense.19

Eddig csaknem 200 AD egérmodellt fejlesztettek ki (ALZFORUMResearch Models Database; https://www.alzforum.org/researchmodels), a leggyakoribb manipulációk az APPor PSEN1 géneket célozzák meg.23 Az ilyen mutációkat hordozó AD transzgenikus modellek lehetőséget kínálnak a kutatóknak az indukálásra. klinikai jellemzők a betegség családilag összefüggő formájával kapcsolatos gének manipulálásával (1. táblázat); azonban az AD ezen formája az összes klinikai eset kevesebb mint 1%-át teszi ki, és továbbra is tisztázatlan, hogy ezek a gének milyen mértékben érintettek bennük a gyakoribb, szórványos formában.24

A legtöbb ilyen modell az amiloid hipotézis szempontjain alapul, és az elsődleges cél az Ab peptidek rendellenes felhalmozódása az AD-re jellemző extracelluláris plakkok reprodukálására.

A pontmutációkon és az APP vagy PSEN túlzott expresszióján alapuló modellek bizonyos tanulási és memóriahiányokat mutatnak, és a modellek több generációja mutatott javulást az időskori plakkképződés modellezési képességében (1. táblázat).

Azonban gyakorlatilag egyik modell sem képes reprodukálni az NFT-ek felhalmozódását, és a neurodegenerációs fenotípus általában szerény, az idegsejtek elvesztésének mintázata eltér az AD-ben megfigyelttől.25–27 Az AD-transzgénikus egérmodellek létrehozására irányuló egyéb erőfeszítések a humán MAPT-expresszióra összpontosítottak. , a tau-t kódoló gén, amely az NFT-k elsődleges összetevője.28

Ezek a modellek együttesen azt mutatták, hogy a MAPT gén manipulálása felgyorsíthatja a tau hiperfoszforilációját és aggregációját, ami NFT képződést eredményez, ami az idegsejtek elvesztésének klinikailag releváns mintáját okozza; ezek a modellek azonban nem képesek reprodukálni az Ab felhalmozódását és a plakkok képződését29 (1. táblázat).

Így az AD-asszociált gének manipulációján alapuló transzgenikus modellek mindeddig nem tudták egyidejűleg reprodukálni az AD főbb jellemzőit, és relevanciájuk a betegség szórványos formáira továbbra is tisztázatlan. Ezen túlmenően ezen modellek relevanciája a mutált transzgének túlzott expressziója miatt is korlátozott, ami nem tükrözi a fiziológiai szintet.

Az egész genomra kiterjedő asszociációs vizsgálatok (GWAS) több mint 25 különböző genetikai lókuszt tártak fel, amelyek a LOAD, a betegség elsődleges szórványos formájának kialakulásának kockázatához kapcsolódnak; mindazonáltal a fent felsorolt, az Ab-anyagcserével kapcsolatos, családilag összefüggő gének egyikét sem azonosították olyanként, amely kockázatot jelentene a LOAD kialakulására. Az apolipoprotein E (APOE) a LOAD legerősebb és leginkább reprodukálható genetikai kockázati tényezője.53

Az APOE gén három APOE allélváltozatot eredményez: e2, e3 és e4, amelyeket két SNP határoz meg: rs429358 és rs7412.54 A kezdeti felfedezés óta az APOE-t több csoport is alaposan tanulmányozta; azonban az egészségben betöltött tényleges szerepét és az AD összefüggésében aberráns funkciójának mechanikai magyarázatait még meg kell határozni.

Számos APOE transzgenikus modellt fejlesztettek ki az APOE és az autoszomális domináns kapcsolt gének, például az APP közötti kölcsönhatás feltárására (1. táblázat). Korábban kimutatták, hogy a humán APOE bevezetése elhalasztja az Ab lerakódását a familiáris AD (FAD) mutációkat expresszáló transzgenikus egerekben (fAD-Tg egerekben), beleértve az 5xfAD-Tg egereket is, amelyek a mutáns humán Ab(A4) prekurzor 695 (APP) fehérjét túltermelik. Svéd (K670N, M671L), floridai (I716V) és londoni (V717I) fAD mutációk, a két fAD mutációt, az M146L-t és az L286V.55-öt tartalmazó humán PSEN1 mellett

Fontos, hogy ezek a modellek kísérleti kapcsolatot létesítenek az APOE és a családhoz kapcsolódó AD gének között azáltal, hogy bemutatják, hogy az APOE eltérően szabályozza az abakkumuláció több aspektusát.

Az APOE és a MAPT közötti kölcsönhatás szintén vizsgálat tárgyát képezte, mivel az APOEε4 allél variáns jelenléte kimutatták, hogy jelentősen súlyosbítja a tau által közvetített neurodegenerációt egy P301S tau transzgenikus egérmodellben, bizonyítva, hogy az APOE a tau patogenezisére és neurodegenerációjára is hatással lehet, függetlenül Ab patológia.37

Összességében a transzgenikus AD-modellezés történelmi fókusza a betegség autoszomális domináns formáira, amelyek az AD esetek kevesebb mint 1%-át teszik ki, a családhoz kapcsolódó gének manipulációján keresztül, homályossá teszi ezek relevanciáját a klinikai betegek túlnyomó többsége számára.

Összességében az AD jelenlegi transzgenikus modelljeivel kapcsolatos elsődleges aggodalmak az érintett gének száma és összetettsége, valamint a betegség etiológiájában betöltött szerepük egyértelmű megértésének hiánya, ami megnehezíti annak meghatározását, hogyan és mikor kell ezeket a célpontokat manipulálni az AD patológiák hű reprodukálása érdekében. jelenleg nem sikerült olyan inkumbens modellt létrehozni, amely egyidejűleg reprodukálja a betegség minden jellegzetes klinikai jellemzőjét, ahogyan azok emberi betegekben manifesztálódnak.

A transzgenikus AD modellek közül sok sikeres az Ab peptidek vagy tau fehérjék egymástól függetlenül túlzott expressziójában, és ezt követően szenilis plakkok vagy NFT-k kialakulásában, de a mai napig gyakorlatilag a nomodellek képesek párhuzamosan reprodukálni mindkét tulajdonságot,56 sokkal kevésbé hűen reprodukálják a megfigyelt neuronalloss mintákat. és ennek következtében későbbi viselkedési károsodások.

For more information:1950477648nn@gamil.com