Научная статья на тему 'ПРИМЕНЕНИЕ ВИТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ КАК ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ТОЧЕК В ДОКЛИНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ НА МОДЕЛИ КАРЛИКОВЫХ СВИНЕЙ'

ПРИМЕНЕНИЕ ВИТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ КАК ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ТОЧЕК В ДОКЛИНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ НА МОДЕЛИ КАРЛИКОВЫХ СВИНЕЙ Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

117
16
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КАРЛИКОВЫЕ СВИНЬИ / ТЕСТ-СИСТЕМА / ДОКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ / ЭКСПЕРИМЕНТ / БИОПСИЯ / УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ДИАГНОСТИКА / ЖЕЛЧЬ / ЖЕЛУДОЧНЫЙ СОК / МОЧА / РЕАБИЛИТАЦИЯ / КЛИНИЧЕСКОЕ НАБЛЮДЕНИЕ

Аннотация научной статьи по ветеринарным наукам, автор научной работы — Акимов Д.Ю., Макарова М.Н., Гущин Я.А., Косман В.М.

Карликовые свиньи являются предпочтительной тест-системой для изучения хронической токсичности, иммуногенности, фармакокинетики, патофизиологических состояний, индукции патологий и широко используются в мире как модель для доклинических исследований. Однако использование крупных животных в доклинических исследованиях имеет ряд ограничений, прежде всего это личностное отношение персонала, работающего с животными, стоимость каждого животного в эксперименте, затраты на их обслуживание и выполнение манипуляций. Поэтому очень важным аспектом при использовании крупных животных в исследовании является изыскание способов уменьшения количества используемых экспериментальных животных без ущерба для качества исследований и их научной ценности. Ввиду установленных фактов цель настоящей работы - установить информативность и применимость использования малоинвазивных методов исследования в качестве промежуточных точек в доклинических испытаниях для сокращения численности животных и минимизации высокоинвазивных вмешательств или эвтаназии животных. В работе использованы 12 карликовых свиней обоего пола в возрасте 36 - 60 мес. и массой тела 40 - 71 кг. Опробованы малоинвазивные методы, такие как ультразвуковое исследование (УЗИ) органов брюшной полости, тонкоигольная биопсия мягких тканей, сбор желчи, желудочного сока и мочи. На основании результатов УЗИ, клинического осмотра, гематологического, биохимического анализов крови и оценки свертывающей системы крови была определена скорость реабилитации животных после осуществления вмешательства. Оценены риски проведения процедур на целостность и достоверность доклинического исследования. Установлено следующее: а) УЗИ в качестве промежуточной точки исследования - легковыполнимая и информативная манипуляция, благодаря которой можно оценить анатомические и структурные изменения в органах и тканях; б) тонкоигольная биопсия - удобный и диагностически значимый метод оценки влияния тестируемого препарата на органы (печень, селезенка, легкие, предстательная железа); в) чрескожная пункция желчного пузыря - манипуляция, требующая определенных навыков, однако позволяющая получить достаточное количество биоматериала; г) процедура получения желудочного сока у наркотизированных карликовых свиней, как и цистоцентез, не представляет трудностей.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по ветеринарным наукам , автор научной работы — Акимов Д.Ю., Макарова М.Н., Гущин Я.А., Косман В.М.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE USE OF VITALS AS INTERMEDIATE POINTS IN PRECLINICAL TRIALS OF PHARMACEUTICALS IN DWARF PIG MODELS

Dwarf pigs are the preferred test system for studying chronic toxicity, immunogenicity, pharmacokinetics, pathophysiological conditions, and pathology induction and are widely used worldwide as a model for preclinical studies. However, the use of large animals in preclinical studies has several limitations, primarily the personality of the personnel working with the animals, the cost of each animal in the experiment, the cost of their maintenance and manipulation. Therefore, a very important aspect of the use of large animals in research is to find ways to reduce the number of experimental animals used, without compromising the quality of research and its scientific value. Given the facts established, our study aimed to test additional vital methods for the diagnostic evaluation of the condition of dwarf pigs during the intermediate points of the experiment. The study was conducted on 12 dwarf pigs of both sexes, aged from 36 to 60 months and weighing from 40 to 71 kg. Minimally invasive examination methods such as abdominal ultrasound, fine needle soft tissue biopsy, collection of bile, gastric juice, and urine were tested. Using ultrasound, clinical examination, hematological, biochemical blood analysis, and coagulation system assessment, the rate of animal rehabilitation after interventions were assessed. The risks of the procedures on the integrity and validity of the preclinical study were evaluated. It was determined that: a) ultrasound, as an intermediate point of the investigation, is an easy and informative manipulation, through which, it is possible to assess the anatomical and structural changes in organs and tissues; b) fine-needle biopsy is a convenient and diagnostically significant method to assess the effects of the test drug on organs (liver, spleen, lungs, prostate); c) percutaneous puncture of the gallbladder is a manipulation requiring certain skills, but allowing to obtain a sufficient amount of biomaterial; d) obtaining gastric juice in anesthetized pygmy pigs, as well as cystocentesis was not difficult.

Текст научной работы на тему «ПРИМЕНЕНИЕ ВИТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ КАК ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ТОЧЕК В ДОКЛИНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ НА МОДЕЛИ КАРЛИКОВЫХ СВИНЕЙ»

https://doi.org/10.29296/2618723X-2021-01-07

Применение витальных методов исследования как промежуточных точек в доклинических испытаниях фармацевтических препаратов

на модели карликовых свиней

Д.Ю. Акимов1, главный ветеринарный врач, ORCID 0000-0003-3141-492X; М.Н. Макарова1, доктор медицинских наук, заместитель директора, ORCID 0000-0003-3176-6386; Я.А. Гущин1, руководитель отдела гистологии и патоморфологии, ORCID: 0000-0002-7656-991Х; В.М. Косман2, кандидат фармацевтических наук, руководитель группы химико-аналитических исследований ORCID 0000-0001-9690-1935 1АО НПО «Дом Фармации»; 2ЗАО «Санкт-Петербургский институт фармации», 188663, Россия, Ленинградская обл., Всеволожский район, г.п. Кузьмоловский, ул. Заводская, д. 3, корп. 245

E-mail: akimov.du@doclinika.ru

Резюме. Карликовые свиньи являются предпочтительной тест-системой для изучения хронической токсичности, имму-ногенности, фармакокинетики, патофизиологических состояний, индукции патологий и широко используются в мире как модель для доклинических исследований. Однако использование крупных животных в доклинических исследованиях имеет ряд ограничений, прежде всего это личностное отношение персонала, работающего с животными, стоимость каждого животного в эксперименте, затраты на их обслуживание и выполнение манипуляций. Поэтому очень важным аспектом при использовании крупных животных в исследовании является изыскание способов уменьшения количества используемых экспериментальных животных без ущерба для качества исследований и их научной ценности.

Ввиду установленных фактов цель настоящей работы - установить информативность и применимость использования малоинвазивных методов исследования в качестве промежуточных точек в доклинических испытаниях для сокращения численности животных и минимизации высокоинвазивных вмешательств или эвтаназии животных.

В работе использованы 12 карликовых свиней обоего пола в возрасте 36 - 60 мес. и массой тела 40 - 71 кг. Опробованы малоинвазивные методы, такие как ультразвуковое исследование (УЗИ) органов брюшной полости, тонкоигольная биопсия мягких тканей, сбор желчи, желудочного сока и мочи. На основании результатов УЗИ, клинического осмотра, гематологического, биохимического анализов крови и оценки свертывающей системы крови была определена скорость реабилитации животных после осуществления вмешательства. Оценены риски проведения процедур на целостность и достоверность доклинического исследования.

Установлено следующее:

а) УЗИ в качестве промежуточной точки исследования - легковыполнимая и информативная манипуляция, благодаря которой можно оценить анатомические и структурные изменения в органах и тканях;

б) тонкоигольная биопсия - удобный и диагностически значимый метод оценки влияния тестируемого препарата на органы (печень, селезенка, легкие, предстательная железа);

в) чрескожная пункция желчного пузыря - манипуляция, требующая определенных навыков, однако позволяющая получить достаточное количество биоматериала;

г) процедура получения желудочного сока у наркотизированных карликовых свиней, как и цистоцентез, не представляет трудностей.

Ключевые слова: карликовые свиньи, тест-система, доклинические исследования, эксперимент, биопсия, ультразвуковая диагностика, желчь, желудочный сок, моча, реабилитация, клиническое наблюдение.

Для цитирования: Акимов Д.Ю., Макарова М.Н., Гущин Я.А., Косман В.М. Применение витальных методов исследования как промежуточных точек в доклинических испытаниях фармацевтических препаратов на модели карликовых свиней. Лабо-раторные животные для научных исследований. 2021; 01: 68-77. https://doi.org/10.29296/2618723X-2021-01-07

The use of vitals as intermediate points in preclinical trials of pharmaceuticals

in dwarf pig models

D.Yu. Akimov1, M.N. Makarova1, Y.A. Gushchin1, V.M. Kosman2

1 Research-and-manufacturing company «Home of Pharmacy», 188663, Russia, Leningradskiy region, Vsevolozhskiy district, Kuzmolovskiy t.s., Zavodskaya st., 3-245

2 Scientific-Production Organisation «Home of Pharmacy» 188663, Russia, Leningradskiy region, Vsevolozhskiy district, Kuzmolovskiy t.s., Zavodskaya st. 3-245

akimov.du@doclinika.ru

(68

2021 LABORATORY ANIMALS FOR SCIENCE №1

Abstract. Dwarf pigs are the preferred test system for studying chronic toxicity, immunogenicity, pharmacokinetics, pathophysiological conditions, and pathology induction and are widely used worldwide as a model for preclinical studies. However, the use of large animals in preclinical studies has several limitations, primarily the personality of the personnel working with the animals, the cost of each animal in the experiment, the cost of their maintenance and manipulation. Therefore, a very important aspect of the use of large animals in research is to find ways to reduce the number of experimental animals used, without compromising the quality of research and its scientific value. Given the facts established, our study aimed to test additional vital methods for the diagnostic evaluation of the condition of dwarf pigs during the intermediate points of the experiment. The study was conducted on 12 dwarf pigs of both sexes, aged from 36 to 60 months and weighing from 40 to 71 kg. Minimally invasive examination methods such as abdominal ultrasound, fine needle soft tissue biopsy, collection of bile, gastric juice, and urine were tested. Using ultrasound, clinical examination, hematological, biochemical blood analysis, and coagulation system assessment, the rate of animal rehabilitation after interventions were assessed. The risks of the procedures on the integrity and validity of the preclinical study were evaluated. It was determined that: a) ultrasound, as an intermediate point of the investigation, is an easy and informative manipulation, through which, it is possible to assess the anatomical and structural changes in organs and tissues; b) fine-needle biopsy is a convenient and diagnostically significant method to assess the effects of the test drug on organs (liver, spleen, lungs, prostate); c) percutaneous puncture of the gallbladder is a manipulation requiring certain skills, but allowing to obtain a sufficient amount of biomaterial; d) obtaining gastric juice in anesthetized pygmy pigs, as well as cystocentesis was not difficult.

Key words: dwarf pigs, test system, preclinical studies, experiment, biopsy, ultrasound diagnosis, bile, gastric juice, urine, rehabilitation, clinical observations

For citation: Akimov D.Yu., Makarova M.N., Gushchin Y.A., Kosman V.M. The use of vitals as intermediate points in preclinical trials of pharmaceuticals in dwarf pig models. Laboratory Animals for Science. 2021; 01: 68-77. https://doi.org/10.29296/2618723X-2021-01-07

Введение

В настоящее время растет интерес к трансляционным моделям изучения заболеваний человека. В частности, карликовые свиньи служат хорошей моделью для изучения хронической токсичности, им-муногенности, фармакокинетики, патофизиологических состояний, индукции патологии и широко используются в мире [1-6].

Вместе с тем применение крупных животных в доклинических исследованиях имеет ряд ограничений, прежде всего это личностное отношение персонала, работающего с животными, стоимость каждого животного в эксперименте, затраты на их обслуживание и выполнение манипуляций. Поэтому очень важным аспектом при использовании крупных животных является изыскание способов уменьшения количества экспериментальных животных без ущерба для качества эксперимента и его научной ценности [7-10]. Однако при длительных фармакологических испытаниях классических методов исследования крови, мочи на промежуточных точках может быть недостаточно. Чтобы исключить эвтаназию дополнительного количества животных и повысить информативность в ходе работы могут быть использованы разнообразные витальные и малоинвазивные методы [11], например, УЗИ эхогенных органов, получение биоп-татов ряда органов, биологических жидкостей (желчи, желудочного сока, мочи и др.) [12].

Цель работы - установить информативность и применимость использования малоинвазивных методов исследования в качестве промежуточных точек в доклинических испытаниях для сокращения численности животных и минимизации высокоинва-

зивных вмешательств или числа животных, подвергнутых эвтаназии при исследовании. Исходя из цели, были поставлены следующие задачи:

• определить применимость и информативность УЗИ;

• сформировать рекомендации и ограничения к проведению биопсии внутренних органов;

• установить возможности получения желудочного сока, желчи и мочи надлежащего качества и достаточного количества;

• уточнить потенциальное влияние выполненных процедур на целостность данных в рамках доклинических исследований;

• определить состояние и скорость реабилитации животных после данных манипуляций.

Материалы и методы

Исследования были проведены на базе АО НПО «Дом Фармации» в марте 2020 г. Данный эксперимент был одобрен на заседании биоэтической комиссии, заключение № 3.52/19. Объектом исследования послужили 12 карликовых свиней в возрасте 36-60 мес и живой массой тела 40-71 кг. Половое соотношение исследуемой группы карликовых свиней неравное, было использовано 4 самца и 8 самок. После проведения рандомизации им были присвоены номера, указанные в табл. 1.

Животных перед наркотизацией и взятием крови подвергали депривации кормом на 8-12 ч. В качестве анестезиологического обеспечения была использована комбинация препаратов Золетил 100 и Ксила. После наркотизации и выполнения мало-инвазивных процедур животным обеспечивали постхирургическое сопровождение. Мониторинг постоперационного состояния включал клинический

Таблица 1. Характеристика объектов исследования

Номер животного (пол) Возраст, мес Масса тела, кг

1.1 (самец) 48 43

1.2 (самец) 36 41

1.3 (самец) 36 40

1.4 (самец) 36 45

1.5 (самка) 60 68

1.6 (самка) 60 63

1.7 (самка) 60 63

1.8 (самка) 48 63

1.9 (самка) 48 71

1.10 (самка) 60 61

1.11 (самка) 48 53

1.12 (самка) 60 66

нотрансферазы (АСТ), гамма-глутамилтрансфе-разы (ГГТ), лактатдегидрогеназы (ЛДГ), холестерина, триглицеридов и билирубина. Также учитывали протромбиновое время и активированное частичное тромбопластиновое время.

Исследование желчи, желудочного сока, мочи и крови осуществляли общепринятыми методиками.

Данные статистически обрабатывали с помощью программы Statistica 10.

Результаты и обсуждение

Проведение контроля промежуточных точек в ходе доклинических исследований имеет важное прикладное значение. УЗИ органов брюшной полости и сердца можно осуществлять без использования наркоза. Карликовые свиньи хорошо поддаются хендлингу и воспринимают данную процедуру, как элемент социального взаимодействия с человеком (рис. 1). Внутренние органы, системы органов достаточно хорошо визуализируются, например почка (рис. 2).

Использование УЗИ в качестве промежуточной точки является легковыполнимой и информативной манипуляцией, благодаря которой можно оценить анатомические и структурные изменения в органах и тканях.

Биопсия. Получение биоптата требует адекватного анестезиологического обеспечения животного, а также УЗИ-сопровождения, что позволяет визуализировать не только структуру органа, но и расположение иглы для получения биоптата (рис. 3).

В исследовании была предпринята попытка получить биоптаты печени, селезенки, легких,

®

осмотр на протяжении 14 дней и УЗИ-мониторинг через 1, 4 и 24 ч после проведения манипуляции.

Биоптаты получали под контролем аппарата ультразвуковой диагностики Mindray DP-50 (УЗИ) и на основании анатомо-топографических ориентиров. Желчь собирали при помощи пункции желчного пузыря с использованием иглы 18G (длина 15 см) из набора для катетеризации крупных сосудов (Bayer) под контролем УЗИ.

Желудочный сок забирали с помощью га-стрального зонда калибра СН-18 и СН-14.

Спустя 48 ч после выполнения инвазивных процедур осуществляли взятие крови из латеральной или центральной ушной вены. Проводили гематологическое и биохимическое исследования крови: определяли содержание альбумина, уровень общего белка, глюкозы, а-амилазы, кальция, фосфора, мочевины, креатинкиназы, креатина, аланинаминотрансферазы (АЛТ), аспартатами-

Рис. 1. Проведение УЗИ карликовым свиньям

2021 LABORATORY ANIMALS FOR SCIENCE №1

Таблица 2. Результаты исследования биоптатов

Информация о животном Орган

№ пол масса, кг печень легкое селезенка предстательная железа

1.1 с? 43 Нормальная печеночная ткань Нормальная легочная ткань Нормальная ткань селезенки Нормальная ткань

1.2 с? 41 То же То же Нормальная ткань, выражен гемосидероз

1.3 с? 40 - « - -«- Нормальная ткань, преимущественно красная пульпа -«-

1.4 С? 45 — « — Нормальная ткань селезенки -«-

1.5 9 68 Соединительная и мышечная ткани -«- Соединительная и мышечная ткани -

1.6 9 63 То же Отсутствует Нормальная ткань, выражен гемосидероз -

1.7 9 63 — « — Нормальная легочная ткань Нормальная ткань -

1.8 9 63 — « — То же Нормальная ткань селезенки -

1.9 $ 71 Ткань селезенки — « — Нормальная ткань, преимущественно красная пульпа -

1.10 9 61 Соединительная и мышечная ткани — « — Нормальная ткань селезенки -

1.11 9 53 Нормальная печеночная ткань - « - Нормальная ткань, преимущественно красная пульпа -

1.12 9 66 Мышечная ткань Мышечная ткань То же -

Примечание, $ - самец; $ - самка; (—) - предстательная железа у самок отсутствует; сбор биоптата не проводился.

предстательной железы, материалы были под- Гистологическая картина исследования вергнуты гистологическому исследованию. полученных биоптатов представлена в табл. 2.

Рис. 4. Биоптат печени. Окраска гематоксилином и эозином (ГЭ), х100

Рис. 7. Биоптат предстательной железы. Окраска ГЭ,х100

Анализируя результативность отбора биообразцов, следует отметить, что из 12 животных только у 5 удалось получить ткань печени. В остальных случаях в биопсийной игле оказывались соединительная и мышечная ткани, а в 1 случае - ткань селезенки. Успешнее всего удалось взять биопсию тканей легкого и селезенки: в 10 из 12 и 11 из 12 случаев соответственно получены образцы надлежащего качества. При биопсии легких в одном случае была отобрана мышечная ткань и еще в одном образец получить не удалось. В 1 случае из 12 вместо биоп-тата селезенки были взяты соединительная и мышечная ткани. Получение биоматериала

предстательной железы апробировалось на имеющихся 4 половозрелых самцах и было успешным, примеры полученных образцов отражены на рис. 4-7.

По результатам можно заключить, что взятие биопсии печени, легких, селезенки и предстательной железы ($) целесообразно у карликовых свиней (самцов) с живой массой тела до 45 кг, так как удается получить качественные образцы всех четырех органов.

При проведении биопсии у самок мы можем рекомендовать животных массой тела до 53 кг, однако не следует при биопсии печени использовать карликовых свиней (($) массой более 61 кг.

72

2021

LABORATORY ANIMALS FOR SCIENCE

№1

Таблица 3. Сравнительная характеристика общего анализа мочи (п=12) М±т

Показатель Карликовые свиньи Человек

Билирубин Отрицательно Отрицательно

Уробилиноген -«- До 10 мг/л

Кетоны, мг/дл 2,0 ± 2,5 Отрицательно

Аскорбиновая кислота, мг/дл 8,8 ± 4,6 Не имеет диагностической ценности

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Глюкоза мг/дл Отрицательно Отрицательно

Белок, мг/дл То же То же

рн 6,0 + 0,6 4-7

Нитриты Отрицательно Отрицательно

Лейкоциты/1 мкл То же То же

Удельный вес 1,026 ±0,006 1,012-1,030

Цвет Желтый и его оттенки Желтый, соломенно-желтый

Микроскопия осадка мочи

Эпителий От 0 до 2 1-10

Лейкоциты От 0 до 5 0-5

Эритроциты От 0 до 2 ДоЗ

Цилиндры Не обнаружены Отсутствуют, единичные гиалиновые

Слизь Не обнаружена Отрицательно

Соли В 2 пробах обнаружены струвиты То же

Бактерии Не обнаружены -«-

В этом случае получение от них образцов органов затруднено в связи с большими жировыми отложениями в подкожной жировой клетчатке и как следствие плохой визуализацией органа на УЗИ.

Желчь

Получение желчи при помощи пункции под контролем УЗИ не представляло сложности. От всех экспериментальных животных собрано от 7,5 до 12,8 мл желчи. Данного количества биоматериала достаточно для проведения лабораторных исследований [13-15]. Осложнений в постоперационный период не наблюдалось.

Анализ желудочного сока карликовых свиней

Сбор желудочного сока не составил труда ни в одном из случаев, образцы были взяты у всех животных. Значения рН желудочного сока у человека схожи с полученными данными и варьируют в интервале 1,4-2,5, что совпадает с данными литературы [16, 17].

Цистоцентез - реалии для рутинной практики

Получение мочи от крупных лабораторных животных в рутинной практике имеет некоторые сложности, связанные с тем, что дизайн исследования обычно предполагает сбор образцов мочи сразу от большого количества животных за короткий промежуток времени [18]. Существует еще одна проблема: при получении мочи естественным образом требуются высокая квалификация персонала, гигиеническая обработка животных и даже при соблюдении этих условий образцы могут быть существенно загрязнены. Постановка катетера и удержание его на теле животного на протяжении длительного периода (например, сбор суточной мочи) также имеет ряд технических сложностей и может сопровождаться утратой части образцов. Использование анестезии и УЗИ для цистоцен-теза позволяет визуализировать мочевой пузырь и упрощает получение мочи. При проведении данной процедуры удалось взять образцы мочи от всех животных. Результаты исследования представлены в табл. 3.

2021 LABORATORY ANIMALS FOR SCIENCE №1

Таблица 4. Гематологические показатели у самцов и самок карликовых свиней спустя 48 ч после манипуляций (п=12)

* * |

Пол WBC, xlOVn LVM, % MON,% GRA,% RBC, хЮ,г/л HGB, г/л нет, л/л PLT, 0'/л

Референсные интервалы 11,1 ±4,5 23,69 ±10,90 о-в 45,8 - 62,5 4,29 - 9,24 46,9 - 222,2 0,32 - 0,67 56,28-506,68

Самцы 14,30 + 1,12 38.40 + 031 3,00 + 0,03 53,50 + 0,81 7,10 + 0,77 140,00 ± 13,65 0,50 + 0,05 293,20 + 25.39

Самки 11,40 ±0,66 42,50 ±2,06 3,80 ±0,53 56,90 ±4,13 5,60 ±0,36 120,90 ± 5,88 0,40 ± 0,03 281,40 ±25,14

Примечание. И/ВС — лейкоциты; L.YM — лимфоциты; MON — моноциты; GFtA — гранулоциты; RВС — эритроциты; HGB — гемоглобин; НСТгематикриг, PU — тромбоциты.

Полученные пробы мочи оказались достаточно высокого качества, что говорит о хороших перспективах использования данного метода для сбора биообразцов.

Реабилитация, восстановление

К.СИпБка-ЗисИоска и соавт. [19] сообщают о высоком риске кровотечений в ходе и после проведения биопсии печени, а также делятся наблюдениями клинического случая гибели 1 из 35 испытуемых животных.

С целью мониторинга состояния экспериментальных животных проводили УЗИ через 1, 4 и 24 ч после вмешательства. В ходе исследования у всех испытуемых животных не было выявлено сгустков крови, которые визуализируются как ги-перэхогенные или образования повышенной эхо-генности неправильной (реже округлой или полусферической) формы с неровными контурами, неоднородной эхоструктуры с гипоэхогенными включениями в виде очагов или узких полосок, обусловленных слоистостью сгустка. Относительная однородность эхоструктуры сгустка может быть при наличии сладжа, т.е. осадка из слущенного эпителия и гемолизиро-ванной крови [12].

Кроме УЗИ, после завершения всех процедур проводили ежедневный клинический осмотр на протяжении 14 дней, в рамках которого оценивали общее клиническое состояние животных.

На основании ежедневного клинического осмотра на протяжении всего периода эксперимента состояние животных было охарактеризовано как хорошее. Наблюдения в ходе выхода животного из наркоза не берутся в расчет, так как симптомы (шаткая походка, нарушение координации и ориентации в пространстве, редко - рвота) были вызваны действием препаратов и не свидетельствовали о наличии осложнений от проведенной манипуляции.

Место введения иглы для биопсии мягких тканей обрабатывали в течение 3 дней (до полного

ранозаживления) 0,05% раствором хлоргексидина биглюконата, затем наносили террамицин-спрей. Осложнений в месте нанесения разреза и введения биопсийной иглы установлено не было. Регенерация тканей на 3-й день вместо 7-14 дней при классической лапаротомии является привлекательным аспектом применения биопсии [20]. Заживление разрезов после лапаротомии по-прежнему сопровождается такими осложнениями, как инфекция, гранулема, свищи и особенно разрыв брюшины и послеоперационная грыжа [21].

В качестве одного из комплексных диагностических показателей состояния организма использовали гематологический (табл. 4) и биохимический (табл. 5) анализы крови, а также маркеры свертывающей системы крови.

В качестве референсных интервалов, касающихся гематологических показателей, использовали результаты 8. Yeom и соавт. [22], биохимических - данные, опубликованные Н.Г. Войтенко и М.Н. Макаровой [23].

Следует отметить, что уровень мочевины не укладывается в заданные диапазоны, представленные Н.Г. Войтенко и М.Н. Макаровой [23], поскольку характерен для молодых животных. Однако 8.Уеот и соавт. [22] в своей публикации указывают референсные интервалы для карликовых свиней в возрасте 36 мес и старше по данному показателю в диапазоне 5,59 ~ 18,87, что говорит о варианте нормы уровня мочевины у самцов (7,30±0,16).

На основании гематологического и биохимического анализов крови установлено, что практически все исследуемые показатели крови находились в пределах физиологической нормы, это позволяет сделать вывод о корректном проведении манипуляции по взятию биопсийного материала и биологических жидкостей у карликовых свиней.

Что касается показателей свертывающей системы крови, то они у карликовых свиней не имели особенностей: активированное частичное тромбопластиновое время для самцов составило 17,90±0,47 с, а для самок - 14,10±0,56 с. Протром-биновое время у самцов было больше, чем у самок, - 17,20±0,35 и 13,30±0,28 с соответственно.

Таблица 5. Мониторинг биохимических показателей крови спустя 48 ч после проведения малоинвазивных процедур

(п=12) М±т

Показатель Карликовые свиньи Человек

Билирубин Отрицательно Отрицательно

Уробилиноген — « — До 10 мг/л

Кетоны, мг/дл 2,0 ± 2,5 Отрицательно

Аскорбиновая кислота, мг/дл 8,8 ± 4,6 Не имеет диагностической ценности

Глюкоза мг/дл Отрицательно Отрицательно

Белок, мг/дл То же То же

рн 6,0 ± 0,6 4-7

Нитриты Отрицательно Отрицательно

Лейкоциты/1 мкл То же То же

Удельный вес 1,026 + 0,006 1,012-1,030

Цвет Желтый и его оттенки Желтый, соломенно-желтый

Микроскопия осадка мочи

Эпителий От 0 до 2 1-10

Лейкоциты От 0 до 5 0-5

Эритроциты От 0 до 2 ДоЗ

Цилиндры Не обнаружены Отсутствуют, единичные гиалиновые

Слизь Не обнаружена Отрицательно

Соли В 2 пробах обнаружены струвиты То же

Бактерии Не обнаружены -«-

Заключение

На основании полученных данных мы можем рекомендовать применение малоинвазивных витальных методов в длительных токсикологических исследованиях в качестве промежуточных точек. В ходе исследования было установлено:

1. УЗИ органов брюшной полости можно применять у животных любой массы тела. При этом хорошо визуализируются сердце, почки, печень и желчный пузырь, селезенка, органы желудочно-кишечного тракта, а также мочеполовой системы. Значительным преимуществом можно считать возможность использования УЗИ у ненаркоти-зированных животных. Данная манипуляция не причиняет животным боли и не подвергает их дистрессу.

2. Применение тонкоигольной биопсии внутренних органов позволяет гистологически оценить состояние исследуемых органов, а, следовательно, является диагностически значимым методом при определении влияния тестируемого препарата на органы.

При взятии материала для биопсии рекомендуем использовать животных массой до 53 кг.

Ограничениями могут служить индивидуальные противопоказания, плохая визуализация органов при УЗИ.

3. Собранные биологические образцы желчи, желудочного сока и мочи были получены надлежащего качества и в достаточном количестве для проведения дальнейших исследований. Однако чрескожная пункция желчного пузыря является манипуляцией, требующей определенных навыков для получения достаточного количество биоматериала.

4. При должной подготовке специалиста, выполняющего данные процедуры, апробированные методы не оказывают влияния на целостность данных (качество собранных образцов).

5. Отсутствие кровотечения, установленное в рамках УЗИ-мониторинга, гематологические и биохимические исследования крови спустя 48 ч после проведения малоинвазивных процедур и данные клинического наблюдения говорят о полной реабилитации животных уже на 2-е сутки.

Апробированные методы исследования (УЗИ, получение биопсии, желчи, желудочного сока,

мочи) показали надлежащую информативность. Ключевым преимуществом такого подхода является высокая воспроизводимость методик, получение схожих биообразцов, отсутствие влияния на целостность и достоверность проводимого исследования. Данные витальные методы позволяют получить информацию для токсикологических и фармакологических изысканий без использования дополнительных животных на промежуточные точки.

Вклад авторов

Д.Ю. Акимов - сбор и систематизация материала, написание, редактирование текста статьи.

М.Н. Макарова - идея, критический пересмотр статьи, утверждение окончательного варианта статьи для публикации.

Я.А. Гущин - патоморфологическое исследование, сбор и анализ данных.

В.М. Косман - химико-аналитические исследования, сбор и систематизация данных.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов

Conflict of interests

The authors declare no conflicts of interest.

Литература

1. Kobayashi E., Hishikawa S., Teratani T., Lefor A.T. The pig as a model for translational research: overview of porcine animal models at Jichi Medical University. // Transplantation Research. - 2012. - V. 1. - Р. 1-9. doi: 10.1186/2047-1440-1-8

2. Рыбакова А.В., Ковалева М.А., Калатанова А.В., Ванатиев Г.В., Макарова М.Н. Карликовые свиньи как объект доклинических исследований // Международный вестник ветеринарии - 2016 - Т. 3 . С. 168-176. [Rybakova A.V., Kovaleva M.A., Kalatanova A.V., Vanatiev G.V., Makarova M.N. Karlikovye svin'i kak ob»ekt doklinicheskih issledovanij // Mezhdunarodnyj vestnik veterinarii - 2016 - T. 3 . P. 168-176. (In Russ.)]

3. Макаров В.Г. Макарова М.Н. Справочник. Физиологические, биохимические и биометрические показатели нормы экспериментальных животных // - СПб. - ЛЕМА. - 2013. - С. 116. [Makarov V.G. Makarova M.N. Spravochnik. Fiziologicheskie, biohimicheskie i biometricheskie pokazateli normy eksperimental'nyh zhivotnyh // SPb. - LEMA. - 2013. -P. 116. (In Russ.)].

4. Boorman S., Douglas H., Driessen B., Gillespie M.J., Schaer T.P. Fatal Ovarian Hemorrhage Associated With Anticoagulation Therapy in a Yucatan Mini-Pig Following Venous Stent Implantation // Front Vet Sci. - 2020. - V. 7. - P. 18. doi.org/10.3389/fvets.2020.00018

5. Kararli T.T. Comparison of the gastrointestinal anatomy, physiology, and biochemistry of humans and

commonly used laboratory animals // Biopharm Drug Dispos. - 1995. - V 16. - Р. 351-380. doi.org/10.1002/ bdd.2510160502

6. Deglaire A., Moughan P.J. Animal models for determining amino acid digestibility in humans-a review // British Journal of Nutrition. - 2012. - V. 108. -№. 2. - Р. 273-281. doi.org/10.1017/S0007114512002346

7. Макарова М.Н., Макаров В.Г. Новое в науке и практике доклинических исследований. Сообщение 2. // Лабораторные животные для научных исследований. 2020; - № 03. - С. 3-6. [Makarova M.N., Makarov V.G. Novoe v nauke i praktike doklinicheskih issledovanij. Soobshchenie 2. // Laboratornye zhivotnye dlya nauchnyh issledovanij. 2020; - № 03. - P 3-6. (In Russ.)]. doi.org/10/29926/2618723X-2020-03-01

8. Макаров В.Г., Макарова М.Н. Новое в науке и практике доклинических исследований // Лабораторные животные для научных исследований. -2020; - № 2. - С. 60-64. [Makarov V.G., Makarova M.N. Novoe v nauke i praktike doklinicheskih issledovanij // Laboratornye zhivotnye dlya nauchnyh issledovanij. - 2020; - № 2. - S. 60-64. (In Russ.)]. doi.org/10.29296/26 18723X-2020-02-07

9. Glinska-Suchocka K., Jankowski M., Kubiak K., Spunak J., Borusewicz P, Nowak D.K. A liver core needle biopsy technique in guinea pigs (Cavia porcellus) // Acta Vet Scand. - 2019 - V. 61(1) - Р. 27-30. doi: 10.1186/s13028-019-0462-4.

10. Kinugasa H., Nouso K., Ako S., Dohi C., Matsushita H., Matsumoto K., Kato H., Okada H. Liquid biopsy of bile for the molecular diagnosis of gallbladder cancer // Cancer Biol Ther. - 2018. - V. 19(10). - Р. 934938. doi: 10.1080/15384047.2018.1456604.

11. Kristiansen M.N., Veidal S.S., Rigbolt K.T., Tolbol K.S., Roth J.D., Jelsing J., Obese diet-induced mouse models of nonalcoholic steatohepatitis-tracking disease by liver biopsy // World J Hepatol. - 2016. - V. 8(16). - Р.673-684. doi: 10.4254/wjh.v8.i16.673

12. Замалина Н.И., Хромов М.Д. Трудности УЗ-диагностики при макрогематурии // SonoAce International. - 2019. - №3. - С. 54-56. [Zamalina N.I., Hromov M.D. Trudnosti UZ-diagnostiki pri makrogematurii // SonoAce International. - 2019. -№3. - Р. 54-56. (In Russ.)].

13. Li W.C., Zhang H.M., Li J., Dong R.K., Yao B.C., He X.J., Wang H.Q., Song J. Comparison of biomechanical properties of bile duct between pigs and humans for liver xenotransplant // Comparative Study Transplant Proc. - 2013. - V. 45(2). Р. 741-747. doi: 10.1016/j. transproceed.2012.11.006.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

14. Tullberg C., Larsson K., Carlsson N.G., Comi I., Scheers N., Vegarud G., Undeland I. Formation of reactive aldehydes (MDA, HHE, HNE) during the digestion of cod liver oil: comparison of human and porcine in vitro digestion models // Comparative Study Food Funct. - 2016. - V. 7(3). Р. 1401-1412. doi: 10.1039/ c5fo01332a.

15. Kobayashi T., Taniguchi S., Ye Y., Niekrasz M., Nour B., Cooper D.K.C Comparison of bile chemistry between humans, baboons, and pigs: Implications for clinical and experimental liver xenotransplantation //

®

2021 LABORATORY ANIMALS FOR SCIENCE №1

Laboratory Animal Science. - 1998. - № 48(2). - P. 197200.

16. Eriksen E.K., Holm H., Jensen E., Aaboe R., Devoid T.G., Jacobsen M., Vegarud G.E. Different digestion of caprine whey proteins by human and porcine gastrointestinal enzymes // Comparative Study Br J Nutr. - 2010. - V. 104(3). - P. 374-381. doi: 10.1017/ S0007114510000577.

17. Burrin D., Stoll B., Moore D. Digestive physiology of the pig symposium: Intestinal bile acid sensing is linked to key endocrine and metabolic signaling pathways // Journal of Animal Science. - 2013. - V. 91. -P. 1991-2000, doi.org/10.2527/jas.2013-6331

18. Chigerwe M., Shiraki R., Olstad E.C., Angelos J.A., Ruby A.L., Westropp J.L. Mineral composition of urinary calculi from potbellied pigs with urolithiasis: 50 cases (1982-2012) // Journal of the American Veterinary Medical Association. - 2013. - V. 243. - №. 3. - P. 389-393. doi: 10.2460 / javma.243.3.389

19. Glinska-Suchocka K., Jankowski M., Kubiak K., Spunak J., Borusewicz, P., Kubiak-Nowak D. A liver core needle biopsy technique in guinea pigs (Cavia porcellus) // Acta Veterinaria Scandinavica. - 2019. - V. 61. - №. 1. - P. 1-4. doi: 10.1186/s13028-019-0462-4

20. Townsend K.L., Lear W., Robertson B.L., Kruzic J.J. Buried absorbable polyglactin 910 sutures do not

result in stronger wounds in porcine full thickness skin incisions // Journal of the mechanical behavior of biomedical materials. - 2016. - V. 63. - Р. 386-389. doi. org/10.1016/j.jmbbm.2016.06.033

21. Rath A. M., Chevrel J.P. The healing of laparotomies: review of the literature // Hernia. - 1998.

- V. 2. - №. 3. - Р. 145-149. doi.org/l0.1371/journal. pone.0215641

22. Yeom S.C., Cho S.Y., Park C.G., Lee W.J. Analysis of reference interval and age-related changes in serum biochemistry and hematology in the specific pathogen free miniature pig // Lab Anim Res. - 2012. - V. 28. - №. 4. - Р. 245-253. doi: 10.5625/lar.2012.28.4.245

23. Войтенко Н.Г., Макарова М.Н. Вариабельность биохимических показателей крови и установление референсных интервалов в доклинических исследованиях. Сообщение 3: карликовые свиньи. Лабораторные животные для научных исследований. - 2020. - № 3. - С. 7-15. doi.org/10.29 296/2618723X-2020-03-02 [Vojtenko N.G., Makarova M.N. Variabel'nost' biohimicheskih pokazatelej krovi i ustanovlenie referensnyh intervalov v doklinicheskih issledovaniyah. Soobshchenie 3: karlikovye svin'i. Laboratornye zhivotnye dlya nauchnyh issledovanij.

- 2020. - № 3. - Р. 7-15. doi.org/10.29296/261872 3X-2020-03-02 (In Russ.)].

2021 LABORATORY ANIMALS FOR SCIENCE №1

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.