Запальне захворювання кишечника (ВЗК) стало серйозною глобальною проблемою охорони здоров’я, що характеризується хронічним запаленням шлунково-кишкового тракту. Патогенез ЗЗК є складним, включає дисрегуляцію імунної відповіді та різні сигнальні шляхи цитокінів. Серед ключових сигнальних шляхів, залучених до IBD, є шлях JAK-STAT. Інгібітори JAK з’явилися як багатообіцяючий клас терапевтичних засобів для лікування IBD шляхом націлювання на специфічні запальні процеси. Модель коліту, індукованого TNBS, є однією з найбільш широко використовуваних моделей на тваринах у доклінічних дослідженнях для розуміння механізмів захворювання та тестування нових методів лікування. У цій статті буде досліджено значення TNBS-індукованого Модель IBD у розробці інгібіторів JAK, підкреслюючи переваги моделі та її застосування в терапевтичних дослідженнях.
JAK-STAT Pathway та IBD
Сімейство кіназ Janus (JAK) складається з чотирьох членів — JAK1, JAK2, JAK3 і TYK2, — які відіграють вирішальну роль у передачі сигналів від рецепторів цитокінів до клітинного ядра. Шлях JAK-STAT є ключовим регулятором імунних відповідей, росту клітин, виживання та диференціювання. При IBD нерегульована передача сигналів JAK-STAT призводить до неналежної активації імунних клітин, викликаючи хронічне запалення в кишечнику.
Шлях JAK-STAT особливо важливий у регуляції прозапальних цитокінів, таких як інтерлейкін (IL)-6, фактор некрозу пухлин (TNF)-α та інтерферон (IFN)-γ, які, як відомо, відіграють ключову роль у патогенезі IBD. Інгібування специфічних членів сімейства JAK або їхніх сигнальних шляхів, що передаються нижче, виявилося ефективною стратегією для контролю запальних реакцій, пов’язаних із IBD.
Центральна роль у передачі сигналів цитокінів
Цитокіни, які є невеликими білками, що виділяються імунними клітинами, діють як медіатори запалення. Шлях JAK-STAT передає сигнали від рецепторів цитокінів на поверхні клітини до ядра, впливаючи на експресію генів. У контексті IBD такі цитокіни, як IL-6, IL-12 та IFN-γ, викликають запальні процеси, які призводять до пошкодження тканин. Інгібітори JAK блокують активність JAK, таким чином запобігаючи активації білків STAT і наступним запальним ефектам. Це робить інгібітори JAK багатообіцяючим терапевтичним підходом для контролю запалення при IBD.
Інгібітори JAK як нові методи лікування
Інгібітори JAK, особливо селективні інгібітори JAK1, JAK2 і JAK3, показали перспективу в лікуванні IBD. Схвалення таких препаратів, як тофацитиніб (інгібітор JAK1/3), регуляторними органами продемонструвало потенціал інгібування JAK у лікуванні хронічних запальних станів, таких як виразковий коліт і хвороба Крона. Перевага інгібіторів JAK полягає в їх здатності націлюватися на специфічні шляхи запалення, пропонуючи більш цілеспрямовану та потенційно менш токсичну альтернативу традиційній імуносупресивній терапії.
Однак перед подальшим розробкою інгібіторів JAK необхідно провести доклінічні випробування цих сполук на відповідних моделях захворювань. Модель коліту, індукованого TNBS, відіграє вирішальну роль в оцінці ефективності та безпеки нових інгібіторів JAK.
Унікальні переваги моделей IBD, викликаних TNBS
TNBS (2,4,6-тринітробензолсульфонова кислота) — це хімічна сполука, яка викликає запалення в товстій кишці завдяки своїй здатності провокувати імунну відповідь, імітуючи особливості IBD людини. Ця модель особливо корисна для тестування терапії, спрямованої на модуляцію імунної відповіді, включаючи інгібітори JAK.
Механізм TNBS, що імітує коліт, викликаний Th1
Модель коліту, індукованого TNBS, точно імітує коліт, викликаний Th1, який є одним із підтипів IBD, що характеризується гіперактивною імунною відповіддю за участю клітин Т-хелперів 1 (Th1). Модель викликає сильну запальну реакцію в товстій кишці, подібну до тієї, що спостерігається при хворобі Крона людини, одній з основних форм IBD. Це робить TNBS-індукований коліт цінним інструментом для тестування інгібіторів JAK, які спеціально спрямовані на сигнальні шляхи, що беруть участь в імунній активації.
Порівняння з DSS та іншими моделями
У той час як інші моделі, такі як модель коліту, індукованого декстрансульфатом натрію (DSS), також використовуються для вивчення IBD, коліт, індукований TNBS, має певні переваги. DSS в основному викликає запалення через пряме пошкодження епітелію, що призводить до більш гострої форми коліту. Навпаки, TNBS викликає більш хронічне та імуноопосередковане запалення, що робить його більш придатним для моделювання таких захворювань, як хвороба Крона, які включають постійну імунну активацію.
Крім того, модель TNBS дозволяє використовувати протоколи повторної індукції, що робить її ідеальною для досліджень хронічного запалення. Це важливо для оцінки довгострокових ефектів інгібіторів JAK, які можуть вимагати тривалого лікування для досягнення терапевтичних переваг.
Моделювання хронічного запалення для дослідження JAK
Хронічне запалення відіграє центральну роль у патофізіології ЗЗК. Модель коліту, індукованого TNBS, дозволяє дослідникам вивчати прогресування запалення з часом, моделюючи хронічну природу ЗЗК у людей.
Повторні вступні протоколи
Однією з ключових переваг моделі TNBS є здатність багаторазово викликати коліт. Повторний вплив TNBS призводить до стійкого запалення, яке відображає хронізацію IBD. Це особливо корисно для оцінки довгострокових ефектів інгібіторів JAK у контролі триваючого запалення.
Гістологічна схожість із хворобою Крона
Гістопатологічні ознаки коліту, спричиненого TNBS, дуже нагадують характеристики хвороби Крона у людини з наявністю виразок, пошкодження слизової оболонки та інфільтрації імунних клітин. Це робить модель особливо цінною для тестування інгібіторів JAK, оскільки вона дозволяє дослідникам оцінювати як клінічні, так і гістологічні результати лікування.
Параметри оцінки при тестуванні інгібіторів JAK
Для оцінки ефективності інгібіторів JAK в моделі TNBS використовуються різні клінічні та молекулярні параметри. До них належать системи клінічної оцінки, гістологічний аналіз і молекулярні біомаркери.
Клінічна оцінка: DAI, довжина товстої кишки, маса тіла
Індекс активності захворювання (DAI) — це система, яка широко використовується для оцінки тяжкості коліту на тваринних моделях. DAI враховує такі фактори, як втрата ваги, консистенція стільця та ректальна кровотеча. Крім того, вимірюється довжина товстої кишки та маса тіла, щоб оцінити ступінь запалення та пошкодження тканин. Ці параметри корисні для визначення терапевтичних ефектів інгібіторів JAK.
Молекулярні маркери: pSTAT3, IL-6, IFN-γ
Молекулярні маркери, такі як pSTAT3 (фосфорильований STAT3), IL-6 та IFN-γ, використовуються для оцінки активації запальних шляхів у товстій кишці. Активація STAT3 є ключовою подією на шляху JAK-STAT, а його фосфорилювання є ознакою триваючого запалення. Відстежуючи ці маркери, дослідники можуть оцінити ефективність інгібіторів JAK у блокуванні запальних сигнальних шляхів, пов’язаних із ЗЗК.
Скринінг і валідація нових сполук JAK
Модель коліту, індукованого TNBS, є ідеальною системою для скринінгу та перевірки нових інгібіторів JAK. У цих моделях дослідники можуть проводити дослідження діапазону доз, щоб визначити найбільш ефективні та безпечні дози для нових сполук.
Використання в дослідженнях визначення діапазону доз
Дослідження діапазону доз є важливими для визначення оптимальної дози інгібіторів JAK, яка забезпечує терапевтичні переваги, не викликаючи побічних ефектів. Модель TNBS дозволяє тестувати різні дози протягом тривалих періодів, дозволяючи дослідникам точно налаштувати дозування для клінічного застосування.
Кореляція in vivo–in vitro
Модель TNBS також полегшує кореляцію даних in vivo з результатами in vitro, гарантуючи, що ефекти, які спостерігаються на моделях на тваринах, передбачають результати клінічних випробувань на людях.
Висновок
Модель коліту, індукованого TNBS, забезпечує міцну та надійну платформу для розробки інгібіторів JAK як терапевтичних засобів для IBD. Його здатність моделювати хронічне імуноопосередковане запалення робить його безцінним інструментом для доклінічних досліджень. Оптимізувавши дизайн цих моделей, дослідники можуть покращити прогностичну силу своїх досліджень, що зрештою призведе до більш ефективної та цілеспрямованої терапії для пацієнтів із ЗЗК.
У Hkeybio ми спеціалізуємося на доклінічних дослідженнях і пропонуємо експертні послуги з моделей аутоімунних захворювань, у тому числі індукованих TNBS Моделі IBD . Наші лабораторні засоби та досвід дослідження сигналів цитокінів дозволяють нам підтримувати розробку передових інгібіторів JAK для IBD та інших запальних захворювань. Щоб отримати додаткову інформацію або обговорити, як наші послуги можуть допомогти у вашому дослідженні, зв’яжіться з нами сьогодні!
