Воспалительные заболевания кишечника (ВЗК) стали серьезной глобальной проблемой здравоохранения, характеризующейся хроническим воспалением желудочно-кишечного тракта. Патогенез ВЗК сложен и включает в себя нарушение регуляции иммунных реакций и различные пути передачи цитокиновых сигналов. Среди ключевых сигнальных путей, участвующих в воспалительном заболевании кишечника, является путь JAK-STAT. Ингибиторы JAK стали перспективным классом терапевтических средств для лечения воспалительных заболеваний кишечника путем воздействия на специфические воспалительные процессы. Модель колита, вызванного TNBS, является одной из наиболее широко используемых моделей на животных в доклинических исследованиях для понимания механизмов заболевания и тестирования новых методов лечения. В этой статье будет рассмотрено значение TNBS-индуцированного Модель IBD при разработке ингибиторов JAK, подчеркивающая преимущества модели и ее применение в терапевтических исследованиях.
Путь JAK-STAT и ВЗК
Семейство янус-киназ (JAK) состоит из четырех членов — JAK1, JAK2, JAK3 и TYK2, которые играют решающую роль в передаче сигналов от рецепторов цитокинов в ядро клетки. Путь JAK-STAT является ключевым регулятором иммунных ответов, роста клеток, выживания и дифференцировки. При ВЗК нарушение регуляции передачи сигналов JAK-STAT приводит к неадекватной активации иммунных клеток, вызывая хроническое воспаление в кишечнике.
Путь JAK-STAT особенно важен для регуляции провоспалительных цитокинов, таких как интерлейкин (IL)-6, фактор некроза опухоли (TNF)-α и интерферон (IFN)-γ, которые, как известно, играют ключевую роль в патогенезе ВЗК. Ингибирование конкретных членов семейства JAK или их нижестоящих сигнальных путей оказалось эффективной стратегией контроля воспалительных реакций, связанных с ВЗК.
Центральная роль в передаче сигналов цитокинов
Цитокины, небольшие белки, секретируемые иммунными клетками, действуют как медиаторы воспаления. Путь JAK-STAT передает сигналы от цитокиновых рецепторов на поверхности клетки в ядро, влияя на экспрессию генов. В контексте ВЗК цитокины, такие как IL-6, IL-12 и IFN-γ, запускают воспалительные процессы, которые приводят к повреждению тканей. Ингибиторы JAK блокируют активность JAK, тем самым предотвращая активацию белков STAT и последующие воспалительные эффекты. Это делает ингибиторы JAK многообещающим терапевтическим подходом для контроля воспаления при ВЗК.
Ингибиторы JAK как новые методы лечения
Ингибиторы JAK, особенно селективные ингибиторы JAK1, JAK2 и JAK3, оказались многообещающими в лечении ВЗК. Одобрение регулирующими органами таких препаратов, как тофацитиниб (ингибитор JAK1/3), продемонстрировало потенциал ингибирования JAK в лечении хронических воспалительных состояний, таких как язвенный колит и болезнь Крона. Преимущество ингибиторов JAK заключается в их способности воздействовать на определенные воспалительные пути, предлагая более целенаправленную и потенциально менее токсичную альтернативу традиционным иммуносупрессивным методам лечения.
Однако прежде чем можно будет продолжить разработку ингибиторов JAK, необходимо провести доклинические испытания этих соединений на соответствующих моделях заболеваний. Модель колита, индуцированного TNBS, играет решающую роль в оценке эффективности и безопасности новых ингибиторов JAK.
Уникальные преимущества моделей ВЗК, индуцированных TNBS
TNBS (2,4,6-тринитробензолсульфоновая кислота) представляет собой химическое соединение, которое вызывает воспаление в толстой кишке благодаря своей способности провоцировать иммунный ответ, имитируя особенности ВЗК у человека. Эта модель особенно полезна для тестирования методов лечения, направленных на модуляцию иммунных ответов, включая ингибиторы JAK.
Механизм TNBS, имитирующий Th1-индуцированный колит
Модель колита, вызванного TNBS, близко имитирует колит, вызванный Th1, который является одним из подтипов воспалительного заболевания кишечника, характеризующегося сверхактивным иммунным ответом с участием клеток Т-хелперов 1 (Th1). Модель вызывает сильную воспалительную реакцию в толстой кишке, аналогичную той, которая наблюдается при болезни Крона у человека, одной из основных форм ВЗК. Это делает колит, индуцированный TNBS, ценным инструментом для тестирования ингибиторов JAK, которые конкретно нацелены на сигнальные пути, участвующие в активации иммунитета.
Сравнение с DSS и другими моделями
В то время как другие модели, такие как модель колита, индуцированного декстрансульфатом натрия (DSS), также используются для изучения ВЗК, колит, индуцированный TNBS, имеет определенные преимущества. DSS в первую очередь вызывает воспаление посредством прямого повреждения эпителия, что приводит к более острой форме колита. Напротив, TNBS вызывает более хроническое и иммуноопосредованное воспаление, что делает его более подходящим для моделирования таких заболеваний, как болезнь Крона, которые включают стойкую иммунную активацию.
Более того, модель TNBS допускает повторные протоколы индукции, что делает ее идеальной для исследований хронического воспаления. Это важно для оценки долгосрочных эффектов ингибиторов JAK, которые могут потребовать длительного лечения для достижения терапевтического эффекта.
Моделирование хронического воспаления для исследования JAK
Хроническое воспаление играет центральную роль в патофизиологии ВЗК. Модель колита, вызванного TNBS, позволяет исследователям изучать прогрессирование воспаления с течением времени, моделируя хроническую природу ВЗК у людей.
Повторные протоколы индукции
Одним из ключевых преимуществ модели TNBS является возможность многократно вызывать колит. Повторное воздействие TNBS приводит к устойчивому воспалению, которое отражает хроническое течение ВЗК. Это особенно полезно для оценки долгосрочного эффекта ингибиторов JAK в борьбе с продолжающимся воспалением.
Гистологическое сходство с болезнью Крона
Гистопатологические особенности колита, вызванного TNBS, очень напоминают таковые при болезни Крона у человека с наличием изъязвлений, повреждений слизистой оболочки и инфильтрации иммунных клеток. Это делает модель особенно ценной для тестирования ингибиторов JAK, поскольку она позволяет исследователям оценивать как клинические, так и гистологические результаты лечения.
Параметры оценки при тестировании ингибитора JAK
Для оценки эффективности ингибиторов JAK в модели TNBS используются различные клинические и молекулярные параметры. К ним относятся системы клинической оценки, гистологический анализ и молекулярные биомаркеры.
Клиническая оценка: DAI, длина толстой кишки, масса тела
Индекс активности заболевания (DAI) — это широко используемая система оценки для оценки тяжести колита на животных моделях. DAI учитывает такие факторы, как потеря веса, консистенция стула и ректальное кровотечение. Кроме того, измеряют длину толстой кишки и массу тела, чтобы оценить степень воспаления и повреждения тканей. Эти параметры полезны для определения терапевтических эффектов ингибиторов JAK.
Молекулярные маркеры: pSTAT3, IL-6, IFN-γ.
Молекулярные маркеры, такие как pSTAT3 (фосфорилированный STAT3), IL-6 и IFN-γ, используются для оценки активации воспалительных путей в толстой кишке. Активация STAT3 является ключевым событием в пути JAK-STAT, а его фосфорилирование является признаком продолжающегося воспаления. Мониторинг этих маркеров позволяет исследователям оценить эффективность ингибиторов JAK в блокировании воспалительных сигнальных путей, связанных с ВЗК.
Скрининг и валидация новых соединений JAK
Модель колита, индуцированного TNBS, является идеальной системой для скрининга и проверки новых ингибиторов JAK. С помощью этих моделей исследователи могут проводить исследования по диапазону доз, чтобы определить наиболее эффективные и безопасные дозировки новых соединений.
Использование в исследованиях диапазона доз
Исследования по подбору доз необходимы для определения оптимальной дозы ингибиторов JAK, которая обеспечивает терапевтический эффект, не вызывая побочных эффектов. Модель TNBS позволяет тестировать различные дозы в течение длительных периодов времени, что позволяет исследователям точно настраивать дозировку для клинического применения.
Корреляция in vivo–in vitro
Модель TNBS также облегчает корреляцию данных in vivo с результатами in vitro, гарантируя, что эффекты, наблюдаемые на животных моделях, позволяют прогнозировать результаты клинических испытаний на людях.
Заключение
Модель колита, индуцированного TNBS, обеспечивает надежную платформу для разработки ингибиторов JAK в качестве терапевтических средств для лечения воспалительных заболеваний кишечника. Его способность моделировать хроническое иммуноопосредованное воспаление делает его бесценным инструментом для доклинических исследований. Оптимизируя конструкцию этих моделей, исследователи могут повысить прогностическую силу своих исследований, что в конечном итоге приведет к более эффективному и таргетному лечению пациентов с ВЗК.
В Hkeybio мы специализируемся на доклинических исследованиях и предлагаем экспертные услуги по моделям аутоиммунных заболеваний, включая TNBS-индуцированные. Модели ИБД . Наши лабораторные возможности и опыт в исследованиях передачи сигналов цитокинов позволяют нам поддерживать разработку новейших ингибиторов JAK для лечения воспалительных заболеваний кишечника и других воспалительных заболеваний. Для получения дополнительной информации или обсуждения того, как наши услуги могут помочь в ваших исследованиях, свяжитесь с нами сегодня!
