Interpretação de patologia clínica em cães e primatas não humanos em estudos pré-clínicos

Cães eprimatas não humanos (NHPs), particularmente cães Beagle e macacos cynomolgus ou rhesus, são modelos animais de grande porte essenciais no desenvolvimento pré-clínico de medicamentos. Suas semelhanças fisiológicas com os humanos fornecem valor translacional para segurança, farmacologia e avaliação de biomarcadores.

Ao contrário dos roedores, os animais grandes acomodam amostras repetidas de sangue e volumes maiores de amostras, permitindo análises simultâneas.farmacocinética (PK), toxicocinético (TK)e avaliações de patologia clínica. No entanto, a interpretação dos dados de patologia clínica nestas espécies é confundida pela variabilidade biológica, desenho do estudo, origem animal e procedimentos experimentais. Distinguir a verdadeira toxicidade relacionada ao artigo de teste-da variação fisiológica ou artefatos procedimentais requer uma compreensão abrangente dessas variáveis.

Em grandes estudos com animais, os tamanhos das coortes são inerentemente limitados devido a restrições éticas e práticas. Conseqüentemente, os dados de referência pré-dose são essenciais. A realização de múltiplas avaliações pré-dose permite que os investigadores:

• Estabeleça cada animal como seu próprio controle longitudinal.
• Quantifique a variabilidade biológica individual.
• Identifique e exclua valores discrepantes ou animais não saudáveis ​​antes da randomização.
• Diferencie as respostas ao estresse-induzidas pelo manuseio da fisiologia básica.

A variação individual é particularmente pronunciada em NHPs em comparação com roedores-ou cães criados especificamente. As anomalias basais geralmente incluem parâmetros eritrocitários flutuantes, elevações esporádicas nas enzimas hepáticas ou perfis proteicos atípicos. Se essas variações da linha de base se sobrepuserem ao alvo farmacológico previsto ou ao perfil toxicológico do artigo em teste, a triagem pré-{3}}dose servirá como mecanismo principal para evitar interpretações falsas-positivas.

A flebotomia frequente para perfil farmacocinético pode induzir alterações hematológicas iatrogênicas. A coleta de sangue com-alta frequência ou alto{2}}volume frequentemente causa declínios em:

• Contagem de glóbulos vermelhos (RBC)
• Concentração de hemoglobina (Hgb)
• Hematócrito (Hct)
• Proteína total e albumina (devido à hemodiluição)

Se a função da medula óssea permanecer intacta, estas alterações microcíticas ou normocíticas são tipicamente acompanhadas por uma reticulocitose compensatória. Portanto, declínios leves nos parâmetros eritrônicos devem ser cruzados-com os volumes sanguíneos totais coletados ao longo do estudo.

Os protocolos de PNH requerem rotineiramente anestesia para contenção, exames de imagem ou amostragem invasiva. A escolha e a duração da anestesia afetam diretamente as leituras da patologia clínica. Animais anestesiados freqüentemente exibem distribuições alteradas de leucócitos e perfis eletrolíticos alterados em comparação com coortes conscientes e contidos manualmente. Além disso, a decúbito e as injeções anestésicas intramusculares podem causar trauma muscular subclínico, levando a picos acentuados na creatina quinase (CK). Técnicas de amostragem consistentes e protocolos anestésicos padronizados são obrigatórios em todas as fases do estudo.

Variáveis ​​adicionais do desenho do estudo que requerem controle rigoroso incluem:

• Idade do animal e estágio de desenvolvimento
• Duração do jejum e horário relativo à coleta
• Ordem de amostragem dentro de uma coorte
• Via e taxa de administração
• Procedimentos experimentais compostos (por exemplo, dosagem cirúrgica, infusões contínuas)

Cães e NHPs possuem maior expectativa de vida dos eritrócitos do que os roedores, alterando a cinética do desenvolvimento da anemia e da recuperação da medula. Após perda aguda de sangue, animais grandes demonstram uma percentagem de reticulócitos basal mais baixa e uma resposta regenerativa mais gradual.

Em macacos, as características basais dos eritrócitos (como o volume corpuscular médio) correlacionam-se com a origem geográfica (por exemplo, macacos cynomolgus chineses vs. cambojanos vs. mauricianos). A utilização de animais de uma única fonte geográfica minimiza o ruído de base. Além disso, patógenos subclínicos de base (como hemoparasitas ou infecções virais latentes) podem suprimir a eritropoiese e devem ser rastreados durante a quarentena.

Os perfis de leucócitos são altamente específicos-das espécies. Os cães são neutrófilos-dominantes, enquanto os NHPs saudáveis ​​exibem uma distribuição mais equilibrada ou linfócita-dominante. Estas diferenças basais ditam padrões de manifestação distintos durante a inflamação sistêmica.

Além disso, a contenção física, novos ambientes ou o medo desencadeiam a rápida liberação de catecolaminas e glicocorticóides. Esta resposta ao estresse induz a mobilização marginal do pool, apresentando-se como neutrofilia transitória e linfopenia. Como os NHPs são altamente sensíveis ao manejo do estresse, alterações isoladas na contagem de glóbulos brancos-na ausência de sinais clínicos correlativos ou evidências histopatológicas de inflamação tecidual-devem ser interpretadas com cautela.

A cinética da coagulação varia de acordo com a espécie. O tempo de protrombina (TP) basal é inerentemente mais curto em cães do que em humanos, e deficiências de fatores idiossincráticos podem causar prolongamento do TP isolado e não{1}}relacionado a medicamentos-em cães individuais. Em estudos de NHP, os ensaios de tempo de tromboplastina parcial activada (APTT) são altamente sensíveis à variabilidade do lote de reagentes e ao manuseamento da amostra (por exemplo, coagulação parcial durante a colheita). Quando a cascata de coagulação é um alvo conhecido do artigo de teste, são imperativos uma correspondência rigorosa da linha de base e lotes uniformes de reagentes.

Alanina aminotransferase (ALT) é um biomarcador padrão para vazamento hepatocelular. Em cães Beagle jovens-criados especificamente, os intervalos basais de ALT são estreitos, permitindo a detecção de alterações hepáticas sutis-induzidas pelo tratamento. Por outro lado, cães mais velhos e NHPs apresentam variação fisiológica mais ampla.

Macacos frequentemente apresentam picos de ALT transitórios e auto{0}limitados devido a alterações hepáticas de fundo ou crises virais subclínicas. Consequentemente, elevações pontuais únicas nas enzimas hepáticas requerem corroboração por meio de biomarcadores simultâneos (por exemplo, aspartato aminotransferase, ácidos biliares totais), ensaios funcionais e avaliação histopatológica.

A fosfatase alcalina (ALP) e a gama{0}}glutamil transferase (GGT) servem como indicadores de doença hepatobiliar ou colestática. Embora a ALP seja altamente sensível à colestase em cães, é menos específica em NHPs devido às contribuições significativas de isoenzimas ósseas e intestinais, particularmente em animais juvenis em crescimento. A GGT é frequentemente um marcador biliar mais confiável em modelos de NHP.

O nitrogênio ureico no sangue (BUN) e a creatinina sérica continuam sendo os indicadores padrão da filtração glomerular, apesar de sua insensibilidade ao comprometimento renal-em estágio inicial. Os cães mantêm faixas fisiológicas relativamente estreitas para esses analitos, simplificando a identificação de alterações renais leves. Em contraste, os NHPs apresentam uma ampla faixa de base, dificultando a caracterização de mudanças sutis.

Como o BUN é influenciado pelo catabolismo protéico, pela ingestão alimentar e pelo estado de hidratação, ele deve ser interpretado juntamente com a creatinina. O exame de urina fornece um contexto essencial, mas a coleta de amostras em animais de grande porte-muitas vezes envolvendo a coleta noturna de recipientes-apresenta riscos de evaporação, contaminação fecal ou degradação celular. Quando a nefrotoxicidade é uma preocupação principal, recomenda-se cistoscopia cronometrada-guiada por ultrassom ou enjaulamento metabólico especializado.

Elevações de creatina quinase (CK) são comuns em estudos de NHP. Eles são frequentemente motivados por captura física, contenção, injeções intramusculares ou decúbito prolongado sob anestesia, em vez de toxicidade sistêmica do artigo de teste. Para evitar interpretações erradas, os picos isolados de CK devem ser avaliados em relação a:

• Proximidade cronológica de eventos estressantes ou injeções
• Dependência clara-de dose entre grupos de tratamento
• Co-ativação de marcadores teciduais mais específicos
• Alterações simultâneas na aspartato aminotransferase (AST) e lactato desidrogenase (LDH)

Para avaliações de cardiotoxicidade, as troponinas cardíacas (I ou T) devem ser utilizadas, pois oferecem cardioespecificidade superior aos marcadores enzimáticos tradicionais em cães e NHPs.

O metabolismo da glicose e dos lipídios nos NHPs é altamente sensível aos estressores ambientais e às mudanças na dieta. O manuseio-da liberação de epinefrina induzida rotineiramente desencadeia glicogenólise rápida, resultando em hiperglicemia transitória. Os horários de alimentação também causam flutuações pronunciadas nos triglicerídeos e colesterol séricos.

Os NHPs também exibem concentrações basais de proteína sérica mais altas e mais variáveis ​​do que os roedores. Mudanças nas frações de albumina e globulina frequentemente refletem respostas inflamatórias de fase aguda-não específicas a procedimentos, infecções subclínicas ou estados nutricionais alterados, em vez de toxicidade direta de-órgãos-alvo.

As concentrações de eletrólitos séricos, especialmente sódio, potássio e cloreto, estão sujeitas a mudanças rápidas nos NHPs devido ao estado de hidratação, desequilíbrios ácido{0}}básicos causados ​​por depressão respiratória-induzida pela anestesia ou hemólise da amostra.

As concentrações totais de cálcio estão diretamente ligadas à albumina sérica. Conseqüentemente, as alterações no cálcio total devem ser corrigidas matemática ou fisiologicamente para os níveis de albumina; alterações no cálcio total não indicam necessariamente uma mudança biologicamente relevante na fração funcional de cálcio ionizado.

A interpretação de dados de patologia clínica em cães e primatas não humanos vai além das comparações estatísticas padrão entre grupos de veículos e de tratamento. A variabilidade biológica, a variação da linha de base, os artefatos de flebotomia, a anestesia e o estresse de manuseio frequentemente apresentam dados confusos.

A avaliação precisa da segurança depende da integração holística de parâmetros de patologia clínica com parâmetros de desenho de estudo, observações clínicas-em tempo real, dados de exposição farmacocinética e resultados histopatológicos definitivos. Uma abordagem rigorosa e específica-da espécie para esses conjuntos de dados é essencial para traduzir descobertas pré-clínicas em avaliações precisas de risco humano.

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Hall, RL e Everds, NE (2003). Fatores que afetam a interpretação da patologia clínica de primatas caninos e não humanos.Patologia toxicológica, 31(1_suppl), 6-10. DOI: 10.1080/01926230390174878