Alzheimer Hastalığı Tedavisinde Preklinik Çalışmalar Pınar Yamantürk rk-çelik İstanbul Üniversitesi, İstanbul Tıp Fakültesi Farmakoloji ve Klinik Farmakoloji Anabilim Dalı 19. Ulusal Farmakoloji Kongresi, 24-27 27 Ekim 2007, Trabzon Karadeniz Teknik Üniversitesi Preklinik Çalışma Etkinlik Seçicilik Mekanizma Özel toksisite
Etkinlik / Mekanizma Bellek Amiloid β Model Davranış ışsal Biyokimyasal Histopatolojik Modellerin Dayanağı Lezyon (patoloji / anatomi) Genetik bozukluk Davranış değişikli ikliği 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 en nöropatolojik n lezyonlar Senil plak (köpek ve maymun) Anormal filament (maymun)
in vivo modeller-ind indüklenen Alzheimer hastalığı benzeri nöropatolojik lezyonlar Yavaş virüs s (prion) Senil plaklar (fare) Spongioform değişiklikler iklikler (koyun) Alüminyum Mikrotübül üzerine etkili maddeler (kolşisin) Düz z filament birikimi in vivo modeller-genetik Transgenik fare Amiloid öncül l proteini Presenilin 1 Tau proteini Knockout fare ApoE
in vivo modeller-giri girişimselimsel Alzheimer duyarlı beyin bölgelerinde b cerrahi, elektriksel ya da kimyasal lezyonlar Hipokampus Meynert bazal nükleusu n in vitro modeller- spontan/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
Karşı şılaştırma - artılar / eksiler in vitro modeller Daha az karmaşı şık, ilaç tarama için i in uygun ancak beyin fizyolojisi çalışmak için i in kullanılamaz lamaz in vivo modeller Davranış çalışmaları yapılabilir, hastalık ilişkili mutantların n patolojik fenotipi ve yeni tedavi hedefleri tanımlanabilir, ancak insandaki patolojik fenotipi tam olarak gösteremez, bazı genlerin aşıa şırı ekspresyonu beklenmeyen etkilere yol açabilirabilir Tong L, 2004 Transgenik modeller Gardner (1968): Embriyonik hücrelerin h izolasyonu, blastokist embriyolarına injeksiyonu Jaenisch ve Mintz (1974): Yabancı DNA nın n döllenmid llenmiş yumurtaya aktarımı Martin ve Evans (1981): Embriyonik kök k hücre h izolasyonu
A B DNA Embriyonik kök (EK) hücreler pronükleus transgenik fare üretimi istenen gen (vektör ile) İstenen geni sunan hücreleri seçme blastokist uterusa implantasyon Yavruda genin varlığının araştırılması Döllenmiş yumurta Heterozigotların çiftleştirilip homozigot eldesi 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 Gen NONRODENT Drosophila huapp, hutau C. elegans Aβ, hutau P. marinus hutau Spires TL, & Hyman BT, 2005
Türler: Artılar? İnsan beynine benzerlik Kolay ve hızlh zlı üreme, ucuz olma Etik kısıtlama k olmaması Gelişmi miş 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 y testi yanıtlar tları lokomotor aktivite artışı ile değişiyor iyor HPA eksen değişikli ikliği i yok Gil-Bea FJ, et al., 2007 Transgenik modeller: Ne sağlad ladı? Hastalığı ığın n temel biyolojisi ve patogenezi hakkında anlayışı ışımızı geliştirdi İlaçlar lar için i in test sistemleri oluşturdu
Yeni model çalışmaları Tavşan an Kolesterol (yem)+ Bakır r sülfat s (su) 10 hafta Nöropatoloji Bellek kaybı İlaca yanıt Woodruff-Pak DS, et al. 2007 Davranış ışsal Modeller Ödev Hata sayısı Bitirme süresis saat hafta
Davranış Modelleri:Yönlendiriciler Ağrılı uyaran Açlık Yükseklik-açık alan Sosyal izolasyon Zorunlu yüzme Görsel uyaran Kötü koku Kötü tat Davranış Modeli DüzenekleriD
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
Çalışma Belleği 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 1 2 3 4 5 6 Kontrol Skopolamin 3 mg/kg, i.p. 2,5 1,5 0,5 Referans Bellek 4 3,5 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 Kontrol Skopolamin 3 mg/kg, i.p. yükseltilmiş artı-labirent 25 cm 50 cm 8 cm Itoh J, et al., 1990
90 sn Transfer süresi (sn) 70 60 50 150 sn 40 30 20 10 Kontrol Skopolamin 3 mg/kg, i.p. 0 1. Gün 2. Gün Model Seçimi Araştırman rmanın n amacı Modelin duyarlılık k 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 n plak Ailesel Alzheimer hastalığı (AH) genlerinin hastalığı ığın n patolojisinde kanıtlanm tlanmış rolü AH-ili ilişkili genlerin izole edilmesi AH da lipid metabolizması ve inflamasyonun teyid edilmesi Davranış değişiminin iminin beyin bölgesine b özgü oluşu Tau dejeneratif değişimin imin 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 d başlam lamıştır Davranış modelleri tamamlayıcı özellikleri ile geçerlili erliliğini ini korumakta Doğru seçim ve uygulama yanlış veri üretimini önlemekte Birden fazla modelle test etme doğru bir yaklaşı şım