Cesta k pokroku Predklinické štúdie neurodegeneratívnych chorôb súvisiacich s vekom: pohľad na hlodavce a modely odvodené od HiPSC, časť 1

Alzheimerova choroba (AD) a Parkinsonova choroba (PD) sú dve najčastejšie sa vyskytujúce neurodegeneratívne choroby súvisiace s vekom a v súčasnosti neexistuje žiadna účinná klinická liečba ani pre jednu z nich, napriek desaťročiam klinických štúdií.

Parkinsonova choroba je chronická, progresívna neurologická porucha, ktorá typicky ovplyvňuje pohyb a kontrolu svalov. Štúdie však ukázali, že pacienti s PD zvyčajne nemajú všeobecnú kognitívnu poruchu, čo znamená, že pamäť je zvyčajne nedotknutá.

Mnoho pacientov s PD za sebou zanecháva podrobné záznamy a skutočné skúsenosti zo svojej minulosti, čo naznačuje, že majú dobrú dlhodobú pamäť. Niektoré štúdie navyše ukázali, že pacienti s PD môžu lepšie fungovať v určitých špecifických pamäťových úlohách, ako je dlhodobá pamäť, verbálna pamäť a priestorová a časová orientácia. Je to preto, že pacienti s PD sú zvyčajne viac sústredení a ponorení do detailov.

To neznamená, že pacienti s PD vôbec nemajú problémy s pamäťou. V niektorých prípadoch môžu mať trochu iné problémy s pozornosťou a pamäťou. Napríklad môžu vykazovať väčšiu roztržitosť pri spracovávaní veľkého množstva informácií, čo sťažuje pamäť a učenie. Navyše, niektorí pacienti s PD môžu mať problémy s krátkodobou pamäťou v dôsledku emocionálnych problémov alebo zložitých úloh.

To však neznamená, že PD nevyhnutne povedie k strate pamäti. Pacienti s PD si stále môžu zachovať svoju pamäť a kognitívne schopnosti, ak dostanú včasnú a vhodnú liečbu a podporu. To zahŕňa prácu s rodinou a zdravotníckymi pracovníkmi pri prijímaní liekov a techník neurologickej zdravotnej starostlivosti, ako sú relaxačné a dýchacie techniky na zmiernenie emocionálnych problémov, čím sa zvyšuje pozornosť a pamäť.

Preto by sme mali povzbudzovať pacientov s PD, aby komunikovali s ľuďmi vo svojom okolí, zdieľali skúsenosti, praktizovali pamäťové techniky a podporovali ich v aktívnej liečbe a udržiavaní dobrého fyzického a duševného zdravia. Aj keď je PD pre pacientov výzvou, stále veríme, že si dokážu udržať pozitívny a sebavedomý postoj prostredníctvom silnej vôle a cennej podpory, čeliť výzvam života a naďalej si užívať krásu života. Je vidieť, že potrebujeme zlepšiť pamäť a Cistanche dokáže výrazne zlepšiť pamäť, pretože Cistanche je tradičná čínska medicína s mnohými unikátnymi účinkami, jedným z nich je zlepšenie pamäte. Účinnosť Cistanche pochádza z rôznych aktívnych zložiek, ktoré obsahuje, vrátane kyseliny trieslovej, polysacharidov, flavonoidových glykozidov atď., ktoré môžu podporovať zdravie mozgu mnohými spôsobmi.

Kliknite na položku Poznať spôsoby zlepšenia pamäte

Neschopnosť previesť predklinické zistenia do účinných liečebných postupov naznačuje problém v súčasnom procese hodnotenia potenciálnych terapeutík. V súčasnosti neexistujú žiadne užitočné zvieracie modely pre výskum AD a PD, ktoré by odrážali celú biológiu chorôb, konkrétne bežnejšie nemendelovské formy.

Zatiaľ čo oblasť pokračuje v hľadaní vhodných modelov hlodavcov na skúmanie potenciálnych terapeutík pre tieto choroby, modely hlodavcov sa stále používajú predovšetkým na predklinické štúdie.

Tu podporujeme posun paradigmy smerom k aplikácii systémov odvodených od ľudských indukovaných pluripotentných kmeňových buniek (hiPSC) na modelovanie PD a AD a vývoj vylepšených modelov založených na ľuďoch v miske na objavovanie liekov a predklinické hodnotenie terapeutických cieľov.

Záťaž Alzheimerovej choroby (AD) a Parkinsonovej choroby (PD)

AD a PD sú neurodegeneratívne ochorenia súvisiace s vekom (NDD) charakterizované patologickými znakmi chronickej neurodegenerácie a proteínových agregácií.

AD a PD sú dve najrozšírenejšie NDD súvisiace s celosvetovým výskytom, ktoré postihujú odhadom 29,8 milióna ľudí1 a 6,2 milióna ľudí na celom svete, v tomto poradí.2 Vek je jedným z najvýznamnejších rizikových faktorov pre AD a PD, pričom globálne odhady ukazujú, že miera výskytu AD sa zdvojnásobuje každý 5 rokov až do veku 65 rokov a potom sa exponenciálne zvyšuje až do veku 85,3 a tento trend medzi postupujúcim vekom a zvyšujúcou sa mierou výskytu je podobne pozorovaný pri PD.4

Okrem toho sa s rýchlo rastúcim vekom obyvateľstva predpokladá, že celosvetová miera výskytu týchto chorôb v priebehu nasledujúcich troch desaťročí dramaticky vzrastie, pričom len v Spojených štátoch sa odhaduje, že do roku 2050 bude mať takmer 14 miliónov prípadov AD.

Kvôli chronickej povahe a súčasnému nedostatku účinných možností liečby týchto chorôb sú pacienti často ponechaní s oslabujúcimi symptómami, ktoré si vyžadujú neustálu starostlivosť.

Tieto ochorenia predstavujú nielen značnú ekonomickú záťaž, ale aj značnú záťaž pre zdravotnícku infraštruktúru. V roku 2019 sa celkové celoživotné náklady na starostlivosť o jedného pacienta s demenciou odhadovali na 357 USD000 a celkové ročné platby za dlhodobú starostlivosť sa odhadovali na 244 miliárd USD, pričom sa predpokladá, že sa tieto náklady zvýšia na 1,1 bilióna dolárov do roku 2050.6 Globálne projekcie naznačujú, že miera výskytu bude naďalej stúpať a môže hroziť, že zahltí existujúcu infraštruktúru zdravotnej starostlivosti.7

Tento problém sa zhoršuje súčasným nedostatkom klinicky účinných terapeutík modifikujúcich ochorenie (DMT). Vývoj DMT si vyžaduje pokrok v našom chápaní základných patogénnych mechanizmov a kauzálnych faktorov AD a PD.

Nadchádzajúce poznatky zo základného vedeckého výskumu AD a PD sa môžu potenciálne preniesť do objavu DMT a uľahčia klinické skúšky.

Súčasný stav liečby AD a PD

Súčasné liečby „zlatého štandardu“ sú zamerané skôr na zlepšenie manažmentu symptómov než na kuratívnu liečbu základného ochorenia. K dnešnému dňu je k dispozícii iba 5 liekov schválených US Food and Drug Administration (FDA) na AD, z ktorých štyri sú inhibítory arecholínesterázy (rivastigmín, takrín, galantamín a donepezil), pričom piatym je N-metyl-D-aspartát antagonista (NMDA) receptora (memantín).8

Okrem toho sú terapeutiká dostupné pre PD zamerané na umelé dopĺňanie dopamínových (DA) alebo katecholamínových neurotransmiterov na fyziologické hladiny bez toho, aby sa skutočne liečilo alebo predchádzalo degenerácii týchto typov neurónov.

Liečba PD schválená FDA zahŕňa prekurzory DA (levodopa[L-DOPA]), agonisty DA (rotigotín a ropinirol), inhibítory katechol-Ometyltransferázy (COMT) (entakapon) a inhibítory monoaminooxidázy B (MAOB) (selegilín a rasagilín).

Zatiaľ čo tieto činidlá môžu poskytnúť určitú úroveň dočasnej úľavy pre pacientov, sú účinné len u podskupiny pacientov, časom sa stávajú menej účinnými a čo je možno najdôležitejšie, nerobia nič na spomalenie progresie ochorenia.10

Na rozdiel od toho, lieky vo vývoji, ktorých cieľom je modifikovať patologické procesy vedúce k AD alebo PD a pôsobiť na základné patogénne mechanizmy chorôb (tj DMT), získavajú čoraz väčší dôraz na výskum a predstavujú vysoko atraktívnu terapeutickú cestu.

Napriek rokom rozsiahleho výskumu zameraného na vývoj DMT pre AD a PD v súčasnosti neexistujú žiadne klinicky účinné liečby, ktoré by zabránili alebo oddialili nástup týchto chorôb alebo zastavili ich progresiu.11,12

K dnešnému dňu bolo v klinických štúdiách hodnotených viac ako 1 000 predpokladaných terapeutík, pričom viac ako 99 % látok bolo hodnotených v 413 klinických štúdiách v rokoch 2002 až 2012, čo viedlo k neuspokojivým výsledkom.8 Táto vysoká miera zlyhania odráža medzery v chápaní etiológie týchto chorôb a tiež svedčí o využití nevhodných modelov chorôb v štádiu predklinického overovania koncepcie.

Posledne uvedené zdôrazňuje potrebu revidovať návrh predklinických štúdií a zlepšiť modely chorôb používané pri skúmaní nových terapeutík smerom k modelovému systému, ktorý plne alebo aspoň lepšie rekapituluje kľúčové aspekty základných molekulárnych procesov PD a AD.

Neúspechy v klinických štúdiách AD a PD: Poučenie z aducanumabu

Extrémne vysoká miera zlyhania DMT vyvinutá pre NDD, najmä tie, ktoré sú zamerané na AD a PD, je v jasnom kontraste s inými chorobami (napr. rakovina), pričom takmer polovica testovaných terapeutík vyvinutých smerom k rakovine preukazuje prínos u pacientov (https:/ /clinicaltrials.gov/).

Hoci sa toto zlyhanie pripisuje mnohým aspektom procesu objavovania liekov pre tieto choroby, primárne pramení z nedostatočného pochopenia biologických procesov, ktoré vedú k týmto chorobám, čo môže zásadne dezinformovať cieľovú identifikáciu.

Napríklad väčšina klinických štúdií s AD bola zameraná na zníženie hladín agregátov beta-amyloidu (Ab) a plakov pomocou liekov, ktoré znižujú produkciu a agregáciu protilátky a/alebo zlepšujú jej klírens. Bohužiaľ, takéto štúdie opakovane zlyhali pri záchrane fenotypov choroby a mnohí vyšetrovatelia a financujúce orgány teraz uznávajú, že je potrebné presunúť pozornosť na iných potenciálnych vinníkov. Nedostatky v predklinických modeloch chorôb, najmä v súčasnosti prevládajúcich zvieracích modeloch, zohrali hlavnú úlohu pri propagácii zavádzajúcich predpokladaných výsledkov o účinnosti a bezpečnosti v predklinických výskumoch týchto liekov.

Možno to najlepšie ilustruje protilátka zameraná na liek, aducanumab, vyvinutá spoločnosťou Biogen s použitím vlastnej platformy reverznej translačnej medicíny Neurimmune, ktorá bola donedávna najsľubnejším kandidátskym liekom na AD (tabuľka S1).

Aducanumab vykazoval značné zníženie počtu amyloidných plakov prítomných v mozgoch transgénnych (Tg) AD myší a zlepšil klinické výsledky (skenovanie amyloidu pozitrónovou emisnou tomografiou po 1 roku, neuropsychiatrické hodnotenia, štvrťročné sledovanie MRI a biomarkery tekutín).13

Výkon aducanumabu bol taký sľubný, najmä pokiaľ ide o jeho schopnosť redukovať amyloid, že zatiaľ čo predklinické štúdie a štúdie v ranom klinickom štádiu prebiehali, Biogen súčasne prebiehal dve klinické štúdie fázy 3 (EMERGE a ENGAGE). Mnohí pacienti, vyšetrovatelia a farmaceutickí predstavitelia boli teda veľmi sklamaní, keď si nedokázala udržať svoju terapeutickú účinnosť v štúdiách EMERGE a ENGAGE v roku 2019. Okrem toho sa ukázalo, že Ab pravdepodobne nie je klinicky relevantným terapeutickým cieľom na vytvorenie účinného DMT pre AD.

Napriek tomu spoločnosť Biogen tvrdí, že v štúdii EMERGE boli určité pozitívne prínosy, ktoré podnietili spoločnosť, aby v júli 2020 požiadala o regulačné schválenie aducanumabu v Spojených štátoch.

Rôzne ďalšie terapeutiká zamerané na redukciu Ab sa podobne stretli s pretrvávajúcim zlyhaním, ktoré sa premietlo do pozitívnych klinických výsledkov. V roku 2016 liek anti-Ab od Eli Lilly, solanezumab, neprekonal výhody placeba v štúdii fázy 3 s 2 100 pacientmi (tabuľka S1).

Drogový gigant Merck použil odlišný prístup k boju proti Ab u ľudí s neskorým nástupom AD (LOAD) zacielením na enzým theb-sekretáza 1 (BACE) s inhibítorom verubecestatom (MK8931).

Po úspešnom predklinickom skúšaní a klinickom skúšaní fázy 1 spoločnosť Merck v roku 2012 začala s fázou 2/3 skúšania MK-8931, aby sa skúšanie dokončilo koncom roka 2019. Spoločnosť Merck však toto skúšanie nakoniec začiatkom roka 2017 zrušila po tom, čo nezávislá štúdia zistila, že „ prakticky žiadna šanca“ fungovať a druhý pokus o liečbu skorších štádií AD bol tiež zrušený začiatkom roka 2018. V roku 2014 AstraZeneca a Eli Lilly oznámili dohodu o spoločnom vývoji lanabecestatu (AZD3293), perorálneho BACE inhibítora.

Po veľmi sľubných predklinických štúdiách a klinických štúdiách fázy 1 sa klinická štúdia fázy 2/3 s lanabecestatom začala koncom roka 2014, ale bola zastavená koncom roka 2018 pred plánovaným ukončením z dôvodu podobných neúčinných klinických výsledkov.

Inhibítor BACE atabecestat spoločnosti Johnson & Johnson, navrhnutý na spomalenie kognitívneho poklesu u ľudí s rizikom AD, bol tiež odložený v roku 2018, keď sa pečeňové enzýmy prudko zvýšili u účastníkov štúdie, čo je nezamýšľaný vedľajší účinok. 557 účastníkov tohto pokusu je stále sledovaných ako súčasť bezpečnostnej kontroly.

Okrem toho môžu mať BACE inhibítory významné vedľajšie účinky súvisiace s poruchou motorickej koordinácie, pretože BACE enzýmy, konkrétne BACE1, sú nevyhnutné pre správnu funkciu svalových vretien.

Bez ohľadu na to, myši BACE1 knockout nevykazujú žiadne patologické výsledky a sú úplne zdravé. Treba však poznamenať, že všetky anti-Ab terapie boli rozsiahle testované na populáciách pacientov trpiacich sporadickou AD (sAD) a LOAD, pričom zatiaľ neboli vykonané žiadne terapeutické štúdie u pacientov s menej častými familiárnymi formami so skorým nástupom.

Okrem toho problémy vrátane zlého dizajnu štúdie, nesprávneho stavu LOAD priradeného konkrétnemu lieku, obmedzenej štatistickej sily meraní koncových bodov a zahrnutia nespôsobilých účastníkov môžu potenciálne prispieť k zlyhaniam spojeným s klinickými skúškami LOAD.14 Mnohé z týchto upozornení by sa dali obísť zlepšením iných nedostatočné a/alebo neúplné predklinické hodnotenie predpokladaných DMT.

Hoci úspešnému vývoju liekov na ochorenia spektra AD-PD nepochybne bráni súčasný nedostatok pochopenia príčin a skorých procesov vedúcich k nástupu ochorenia, tento prehľad sa zameriava na nedostatky predklinických výskumných štúdií v kontexte systémov modelov chorôb. \

Poskytujeme prehľad súčasných systémov in vitro a in vivo na modelovanie AD a PD v predklinických štúdiách, zdôrazňujeme ich výhody a obmedzenia a diskutujeme o potrebe vylepšených modelov na vývoj úspešných DMT.

V súlade s touto perspektívou tento prehľad obhajuje starostlivý a premyslený prechod od zvieracích modelov NDD súvisiacich s vekom a smerom k modelom založeným na pluripotentných kmeňových bunkách (hiPSC) vyvolaných človekom, aby sa uľahčili predklinické štúdie so zlepšenou prediktívnou platnosťou pre potenciálne DMT. Nakoniec poskytujeme aktualizované hodnotenie súčasných technológií hiPSC a skúmame budúce smerovanie modelov hiPSC.

Modely in vivo: Súčasný stav zvieracích modelov PD a AD Prehľad prístupov modelovania in vivo

Pri štúdiu AD a PD sa použilo množstvo modelových organizmov, od jednoduchých bezstavovcov, ako je C. elegans, až po cicavce vyššieho rádu, ako sú primáty (okrem človeka).9,15

Jednoduché modely bezstavovcov predstavujú silný rámec na hodnotenie nových farmakologických a genetických intervenčných stratégií, ktoré ponúkajú výhody nízkej ceny a schopnosti paralelne skrínovať stovky potenciálne terapeutických zlúčenín; avšak nervový systém bezstavovcov nie je dostatočne zložitý na to, aby modeloval oblasť špecifickú neurodegeneráciu pozorovanú pri AD a PD, a bezstavovce nie sú schopné vykazovať poruchy správania súvisiace s ochorením.

Bezstavovce ako také sa typicky používajú na testovanie počiatočnej životaschopnosti nových zlúčenín, aby pôsobili na dráhach súvisiacich s ochorením, a tie, o ktorých sa zistilo, že sú efektívne, prechádzajú na modely založené na cicavcoch na profilovanie bezpečnosti a hodnotenie terapeutickej účinnosti.

Primárne zvieracie modely používané v tomto štádiu predklinického testovania sú myši a potkany a experimentálne výsledky z týchto štúdií na hlodavcoch často slúžia ako základ na určenie, či potenciálne terapeutikum postúpi do klinických skúšok u ľudí. Napriek desaťročiam potenciálne sľubných predklinických štúdií na hlodavcoch v súčasnosti neexistujú žiadne účinné DMT pre AD a PD.

Hlodavce predstavujú niekoľko príležitostí na modelovanie NDD. Najdôležitejšie je, že hlodavce sú kompletné organizmy so starnúcim mozgom a ich nervový systém vykazuje všeobecnú hierarchickú organizáciu podobnú tej, ktorá sa pozoruje u ľudí.

Konkrétne prítomnosť anatomicky odlišnej substantia nigra (SN), ktorá poskytuje DA na podporu funkcie striatálneho motorického systému, je nevyhnutná pre modelovanie správania PD,10 zatiaľ čo bazálny cholinergný systém na prednom mozgu, ktorý poskytuje acetylcholín do hipokampu (HP) a kôra na podporu učenia a pamäte je nevyhnutná pre modelovanie AD.16

Ďalšou kľúčovou črtou nervového systému hlodavcov je schopnosť prejavovať bunkové patológie pozorované pri AD a PD, menovite nesprávne poskladané proteínové agregáty, ktoré tvoria intra- a extracelulárne inklúzie známe súhrnne ako proteopatie.17

Spoločne prítomnosť analogickej nervovej architektúry a bunkových dráh robí hlodavce atraktívnym modelom na štúdium procesov súvisiacich s chorobou v kontexte funkčných nervových obvodov a komplexného správania. Okrem toho hlodavce ponúkajú niekoľko ekonomických a experimentálnych výhod v porovnaní s cicavcami vyššieho rádu, ako sú primáty (okrem človeka). Štúdie na hlodavcoch sú konkrétne relatívne lacnejšie, majú kratšiu časovú os a vyžadujú menej schválení.

Napriek tomu, že majú schopnosť zobraziť tieto anatomické a patologické znaky do určitej miery, modely hlodavcov AD a PD, ktoré rekapitulujú všetky klinické a patologické znaky súčasne, sa ešte musia vyvinúť.

Desaťročia výskumu odhalili, že mechanizmy, ktoré riadia vlastnosti chorôb v modeloch hlodavcov, nie sú nevyhnutne bežné ako mechanizmy prirodzene sa vyskytujúcich chorôb u ľudí.18,19

Toto obmedzenie je pravdepodobne spojené so skutočnosťou, že hlodavce nežijú dostatočne na to, aby sa prirodzene vyvinuli NDD súvisiace s vekom, a preto musia byť tieto vlastnosti experimentálne vyvolané vo výrazne stlačených časových intervaloch, ktoré sa nepodobajú tomu, ako sa prejavujú v ľudských populáciách.

Podobne laboratórne zvieratá nie sú vystavené environmentálnym faktorom počas desaťročí dĺžky života ako ľudia. Modely AD a PD založené na hlodavcoch možno vo všeobecnosti rozdeliť do dvoch tried na základe metódy použitej na vyvolanie fenotypov súvisiacich s ochorením: modely založené na transgénnych a chemických toxínoch.

Transgénne modely AD

Príčina AD nie je dostatočne pochopená; avšak u pacientov s AD sa dôsledne pozoruje niekoľko patologických znakov. Patologické znaky na molekulárnej úrovni zahŕňajú extracelulárne senilné plaky zložené z nerozpustných Ab peptidov a intraneuronálne neurofibrilárne tangly (NFT) zložené predovšetkým z proteínu tau asociovaného s mikrotubulami, ktorý sa stal hyperfosforylovaným.20,21

Tieto bunkové fenotypy vedú k rozsiahlej strate neurónov v difúznych oblastiach mozgu, vrátane HP, mozgovej kôry, cingulárneho gyrusu, talamu, amygdaly, bazálnych ganglií a niektorých častí mozgového kmeňa.22

Neuronaldeath spôsobuje kognitívne a behaviorálne poruchy, najmä deficity pamäti. Ideálny zvierací model AD by teda vykazoval tieto molekulárne a bunkové patologické znaky a viedol ku kognitívnym poruchám v pamäti a iných správaní.

Familiárna alebo autozomálne dominantná forma AD je výsledkom mutácií v génoch pre amyloidový prekurzorový proteín (APP), presenilín 1 (PSEN1) alebo presenilín 2 (PSEN2), z ktorých všetky hrajú úlohu v metabolizme Ab, a jadrová zložka extracelulárnych plakov.19

Doteraz bolo vyvinutých takmer 200 modelov myší AD (ALZFORUMResearch Models Database; https://www.alzforum.org/researchmodels), pričom najbežnejšie manipulácie sú zamerané na gény APPor PSEN1.23 AD transgénne modely nesúce takéto mutácie ponúkajú výskumníkom schopnosť indukovať klinické znaky manipuláciou génov spojených s familiárne viazanou formou ochorenia (tabuľka 1); avšak táto forma AD predstavuje menej ako 1 % všetkých klinických prípadov a rozsah zapojenia týchto génov do oveľa bežnejšej, sporadickej formy zostáva nejasný.24

Väčšina týchto modelov je založená na aspektoch amyloidnej hypotézy, s primárnym cieľom vytvoriť aberantnú akumuláciu Ab peptidov na reprodukciu extracelulárnych plakov charakteristických pre AD.

Modely založené na bodových mutáciách a nadmernej expresii APP alebo PSEN vykazujú určité nedostatky v učení a pamäti a niekoľko generácií modelov ukázalo zlepšenie schopnosti modelovať tvorbu senilných plakov (tabuľka 1).

Avšak prakticky žiadny z týchto modelov nemôže reprodukovať akumuláciu NFT a neurodegeneračný fenotyp je vo všeobecnosti mierny s modelom straty neurónov, ktorý sa líši od toho, ktorý sa pozoruje pri AD. ,gén kódujúci tau, ktorý je primárnou zložkou NFT.28

Súhrnne tieto modely ukázali, že manipulácia s génom MAPT môže urýchliť hyperfosforyláciu a agregáciu tau, čo vedie k tvorbe NFT, čo spôsobuje klinicky relevantný vzorec straty neurónov; tieto modely však nedokážu reprodukovať akumuláciu Ab a tvorbu plakov29 (tabuľka 1).

Transgénne modely založené na manipulácii s génmi spojenými s AD teda doteraz nedokázali súčasne reprodukovať hlavné charakteristické znaky AD a ich význam pre sporadické formy ochorenia zostáva nejasný. Okrem toho je význam týchto modelov obmedzený aj v dôsledku nadmernej expresie mutovaných transgénov, ktorá neodráža fyziologické hladiny.

Genómové asociačné štúdie (GWAS) odhalili viac ako 25 rôznych genetických lokusov spojených s rizikom rozvoja LOAD, primárnej sporadickej formy ochorenia; avšak žiadny z familiárne spojených génov súvisiacich s metabolizmom Ab uvedených vyššie nebol identifikovaný ako rizikový faktor rozvoja LOAD. Apolipoproteín E (APOE) je najsilnejší a najviac reprodukovateľný genetický rizikový faktor pre LOAD.53

Gén APOE dáva vznik trom alelickým variantom APOE: e2, e3 a e4, ktoré sú definované dvomi SNP: rs429358 a rs7412.54 Od svojho počiatočného objavu bol APOE rozsiahlo študovaný viacerými skupinami; avšak jeho aktuálna úloha v zdraví a mechanické vysvetlenia jeho aberantnej funkcie v kontexte AD ešte musia byť stanovené.

Bolo vyvinutých niekoľko APOE transgénnych modelov na skúmanie interakcie medzi APOE a autozomálne dominantne spojenými génmi, ako je APP (tabuľka 1). Už skôr sa ukázalo, že zavedenie ľudského APOE odďaľuje ukladanie Ab u transgénnych myší exprimujúcich familiárne mutácie AD (FAD) (myši fAD-Tg), vrátane myší 5xfAD-Tg, ktoré nadmerne exprimujú mutantný ľudský Ab(A4) prekurzorový proteín 695 (APP) s Švédske (K670N,M671L), Florida (I716V) a Londýnske (V717I) mutácie fAD, okrem ľudského PSEN1 obsahujúceho dve mutácie fAD, M146L a L286V.55

Dôležité je, že tieto modely vytvárajú experimentálne spojenie medzi APOE a familiárne spojenými AD génmi tým, že demonštrujú, že APOE odlišne reguluje viaceré aspekty akumulácie.

Interakcia medzi APOE a MAPT bola tiež predmetom skúmania, pričom sa ukázalo, že prítomnosť APOEε4alelického variantu významne zhoršuje neurodegeneráciu sprostredkovanú tau v modeli transgénnej myši P301S tau, čo dokazuje, že APOE môže tiež ovplyvniť patogenézu a neurodegeneráciu tau nezávisle od Ab patológia.37

Celkovo, historické zameranie transgénneho modelovania AD na autozomálne dominantné formy ochorenia, ktoré predstavujú menej ako 1 % prípadov AD, prostredníctvom manipulácie s familiárne spojenými génmi, spôsobuje, že ich význam pre veľkú väčšinu klinických pacientov nie je jasný.

Súhrnne, hlavnými obavami súčasných transgénnych modelov AD sú počet a zložitosť zahrnutých génov a nedostatok jasného pochopenia ich úloh v etiológii ochorenia, čo sťažuje vedieť, ako alebo kedy manipulovať s týmito cieľmi, aby sa verne reprodukovali patológie AD, čo sa odráža v súčasnom zlyhaní pri vytváraní existujúceho modelu, ktorý súčasne reprodukuje všetky typické klinické znaky choroby, ako sa prejavujú u ľudských pacientov.

Mnohé z transgénnych modelov AD sú úspešné v nezávislej nadmernej expresii Ab peptidov alebo tau proteínov a následnej tvorbe senilných plakov alebo NFT, ale prakticky žiadne modely doteraz nedokážu reprodukovať oba tieto vlastnosti paralelne,56 oveľa menej verne reprodukujú pozorované vzorce straty neurónov. a v dôsledku toho následné poruchy správania.

For more information:1950477648nn@gamil.com