ブタ心血管系の機能的有効性評価のための運動試験
Summary
本プロトコルは、前臨床設定における新しい治療法の効率を評価するための心血管系の機能的能力を評価するための大型動物運動試験モデルを記載する。これは、臨床運動テストに匹敵します。
Abstract
治療の進歩にもかかわらず、心血管疾患は依然として世界中の死亡率と罹患率の最大の原因の1つです。遺伝子治療ベースの治療的血管新生は、最適な薬理学的療法および侵襲的処置にもかかわらず、重大な症状を有する患者を治療するための有望なアプローチである。しかし、多くの有望な心血管遺伝子治療技術は、臨床試験で期待を達成できませんでした。1つの説明は、有効性を測定するために使用される前臨床エンドポイントと臨床エンドポイントの不一致です。動物モデルでは、通常、組織学的切片から計算された毛細血管の数や面積など、簡単に定量化できるエンドポイントに重点が置かれてきました。死亡率と罹患率とは別に、臨床試験のエンドポイントは、運動耐容能や生活の質などの主観的なものです。ただし、前臨床エンドポイントと臨床エンドポイントは、適用された治療のさまざまな側面を測定する可能性があります。それにもかかわらず、両方のタイプのエンドポイントは、成功した治療アプローチを開発するために必要です。診療所では、主な目標は常に患者の症状を緩和し、予後と生活の質を改善することです。前臨床試験からより良い予測データを得るには、エンドポイント測定値を臨床試験の測定値とよりよく一致させる必要があります。ここでは、ブタにおける臨床的に関連するトレッドミル運動テストのプロトコルを紹介します。この研究は、(1)遺伝子治療やその他の新しい治療法の安全性と機能的有効性を評価するために使用できる豚の信頼性の高い運動テストを提供することを目的としています、および(2)前臨床試験と臨床試験の間のエンドポイントをよりよく一致させます。
Introduction
慢性心血管疾患は、世界中の死亡率と罹患率の重要な原因です1,2。現在の治療法は大多数の患者に効果的ですが、多くの患者は、例えばびまん性慢性疾患や併存疾患のために、現在の治療法の恩恵を受けることができません。また、一部の患者では、利用可能な治療法によって心臓症状が緩和されず、最適な内科的治療にもかかわらず心血管疾患が進行します3。したがって、重篤な心血管疾患に対する新しい治療選択肢を開発する必要があることは明らかです。
過去数年間で、新しい分子経路とこれらの標的を操作する方法が発見され、遺伝子治療、細胞治療、およびその他の新しい治療法が重篤な心血管疾患を治療するための現実的な選択肢となっています4。しかし、有望な前臨床結果の後、多くの心血管アプリケーションは臨床試験での期待に応えることができませんでした。臨床試験の有効性が低いにもかかわらず、いくつかの試験では、新規治療法の良好な安全性プロファイルが確立されています5、6、7、8、9。したがって、新しい心血管療法を患者に提供するには、臨床効果を予測できる前臨床試験における改善されたアプローチと、より良い前臨床モデル、研究設定、および前臨床試験のエンドポイントが必要になります。
動物モデルでは、通常、組織学的切片から計算された毛細血管の数と面積、または安静時および薬理学的ストレス下での左心室イメージングからのパラメーターなど、簡単に定量化できるエンドポイントに重点が置かれてきました。臨床試験では、運動耐容能や症状の緩和など、多くのエンドポイントがより主観的でした4。したがって、前臨床試験および臨床試験のエンドポイントは、適用された治療のさまざまな側面を測定する可能性があります。たとえば、血管量の増加は、灌流、心機能、または運動耐容能の向上と必ずしも相関するわけではありません。それにもかかわらず、両方のタイプのエンドポイントは、成功した治療アプローチを開発するために必要です10。それでも、主な目標は常に症状を緩和し、患者の予後と生活の質を改善することです。これを達成するには、エンドポイント測定値を前臨床試験と臨床試験の間でよりよく一致させる必要があります4。
心肺フィットネスは、持続的な身体活動中に酸素を供給する循環器系および呼吸器系の能力を反映しているため、個人の機能的能力を定量化します。機能的能力は、心血管および全死因死亡のリスクに対する強力な独立した予測因子であるため、重要な予後マーカーです11。心肺フィットネスの改善は、死亡リスクの低下と関連しています12。運動テストは、心血管疾患における有酸素運動能力と治療反応を評価するのに適しています。可用性に応じて、テストは自転車エルゴメーターまたはトレッドミルで実行されます。通常、1 分あたりのワークロードの段階的な増加が使用され、急激な増加は回避されます。これは線形生理学的反応をもたらす。運動テストで最も重要な変数には、総運動時間、達成された代謝当量(MET)、心拍数、およびQRS複合体(Q、R、およびS波)とT波(STセグメント)の間の心電図(ECG)ラインの変化が含まれます。臨床ストレステストは低コストで簡単にアクセスできます13.これらの理由から、6分間の歩行テストなどのストレステストは診療所で広く使用されており、新しい治療法の前臨床評価にも使用する必要があります。
私たちの知る限り、遺伝子治療やその他の新しい治療法の機能的有効性を評価するための十分に記述された大型動物モデルはありません。したがって、臨床的に関連する運動テストは、前臨床設定におけるこれらの新しい治療法の有効性を評価するための優れた視点を提供します。
Protocol
Representative Results
Discussion
この大型動物運動試験は、診療所で使用される試験を模倣し、前臨床試験と臨床試験の間のエンドポイントのギャップを縮小します。閉塞性動脈硬化症、心不全、虚血性心疾患などの重篤な循環器疾患に対する新規治療法の有効性評価に応用できます。このプロトコルで適用される時点は、テストされた治療によって異なる場合があります。このプロトコルは、大型動物での長年の経験に基?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者は、動物作業への協力について、国立実験動物センターのMinna Törrönen、Riikka Venäläinen、Heikki Karhunen、Inkeri Niemiに感謝します。この研究は、Finnish Academy、ERC、およびCardioReGenix EU Horizon助成金の支援を受けています。
Materials
| Defibrillator | Zoll M series | TO9K116790 | All portable defribrillators will work |
| Defibrillator pads | Philips | M3713A | All pads work, as long as the pads are compatible with the defibrillator |
| ECG electrodes | Several providers | Prefer ECG electrodes designed for exercise tests | |
| Loop recorder | Abbott Oy | DM3500 | Optional for rhythm monitoring |
| Patient monitor | Schiller Argus LCM Plus | 7,80,05,935 | All portable ecg monitors will work |
| Pigs | Emolandia Oy | ||
| Treadmill | NordicTrack | All treadmills with adjustable incline and speed are suitable for the exercise test. The treadmill should be as long and wide as possible. | |
| Ultrasound system | Philips EPIQ 7 ultrasound | ||
| Various building materials | Several providers | For building fences, ramps and gates according to the Figure 1 and Figure 2 | |
| Various treats for the animals |
Referências
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