Niemann-Pick type C бемории ирсӣ аст, ки дар он холестерол дар lysosome, яъне бахши “такроркорӣ”-и ҳуҷайра, дар ҷои нодуруст ҷамъ мешавад ва нейродегенератсияи пешраванда ба вуҷуд меояд. Яке аз моддаҳои таҳқиқшаванда барои табобат 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin мебошад. Ин модда, ки бо номи HP-β-CD маълум аст, як молекулаи ягона нест; он омехтаи молекулаҳоест, ки шумораи hydroxypropyl groups-и онҳо фарқ мекунад.

Ин фарқият бо “degree of substitution” ё DS ифода мешавад. European ва United States pharmacopeia барои HP-β-CD дар як molecule-и cyclodextrin DS-и 2,8–10,5-ро муайян мекунанд. Муҳаққиқон санҷиданд, ки баромадан аз ин ҳудуд табобати Niemann-Pick type C-ро беҳтар мекунад ё хавфи ototoxicity-ро кам мекунад.

Панҷ formulation муқоиса шуд: DS 4,6, 8,4 ва 9,9 дар ҳудуди фармакопея; DS 13,7 ва 16,7 берун аз он. Самаранокӣ дар Npc1^-/- mouse model, ки NPC1 function надорад, арзёбӣ шуд. Хатари шунавоӣ дар wild-type mice санҷида шуд.

Ба мушҳои Npc1^-/- дар синни 4 ҳафта ба ventricles-и мағз як бор 21,4 µmol/kg HP-β-CD дода шуд. Ҳамаи панҷ formulation талафи вазнро суст карданд, бадшавии neurological phenotype score-ро дер карданд, survival-ро дароз намуданд ва талафи Purkinje cells дар cerebellum-ро кам карданд. Аммо таъсир дар DS 4,6, 8,4 ва 9,9 равшантар буд. Дар DS 13,7 ва 16,7 фоида заифтар шуд.

Аз ҷиҳати auditory safety, натиҷа манфитар буд. Ба мушҳои солими 8-ҳафтаина ним вояи табобат, яъне 10,7 µmol/kg, дода шуд. Ҳамаи formulation-ҳо дар 4, 8, 12, 20 ва 32 kHz auditory brainstem response thresholds-ро ба таври муҳим боло бурданд. Баланд шудани threshold маъно дорад, ки барои шунидани садо шиддати баландтар лозим аст; яъне auditory function коҳиш ёфтааст.

Хулосаи асосӣ: баланд кардани DS аз ҳудуди фармакопея тавозуни самаранокӣ-бехатариро беҳтар накард. Дар DS баланд самаранокӣ кам шуд, вале хатари шунавоӣ аз байн нарафт. Ҳамзамон таҳқиқот намегӯяд, ки formulation-ҳои дар ҳудуди фармакопея аз ҷиҳати шунавоӣ бехатаранд; ototoxicity дар ҳамаи DS ва ҳатто ним воя дида шуд.

Ин таҳқиқоти клиникии инсонӣ нест. Натиҷаҳо ба як вояи intracerebroventricular дар мушҳо дахл доранд ва барои самаранокӣ, dose, frequency-и hearing loss ё протоколи бехатари инсон далели мустақим нестанд.

Niemann-Pick type C чист?

Niemann-Pick type C бемории autosomal recessive lysosomal storage мебошад. Он бештар аз loss-of-function дар NPC1 ва камтар дар NPC2 ба вуҷуд меояд. NPC1 ва NPC2 интиқоли cholesterol-ро аз lysosomes ба дигар бахшҳои ҳуҷайра иҷро мекунанд. Вақте онҳо дуруст кор намекунанд, unesterified cholesterol дар lysosomes ҷамъ мешавад, тақсимоти липидҳо вайрон мегардад ва neuron-ҳо бо мурури вақт осеб мебинанд.

Хусусиятҳои маъмул progressive neurodegeneration, мушкилоти ҳаракат ва тавозун, гум шудани функсияи neurological, hepatosplenomegaly ва кӯтоҳ шудани умр мебошанд. Модели Npc1^-/- ҳамаи гуногунии клиникии инсонро такрор намекунад, аммо барои санҷиши таъсир ва toxicity истифода мешавад.

HP-β-CD чист?

2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin oligosaccharide-и ҳалқавист, ки аз ҳафт glucopyranose units иборат аст. Берунаш бо об мувофиқ ва холигии дохилаш барои молекулаҳои hydrophobic муносиб аст. Ин сохт ба HP-β-CD имкон медиҳад, ки cholesterol-ро дар бар гирифта, ҳал кунад.

Вақте DS тағйир меёбад, cholesterol solubilization, water solubility, self-aggregation, membrane interaction, pharmacokinetics ва cytotoxicity/organ toxicity низ тағйир ёфта метавонанд. Аз ин рӯ “HP-β-CD истифода шуд” гуфтан кофӣ нест; DS ва тақсимоти химиявӣ аҳамият доранд.

DS чӣ гуна ҳисоб шуд?

DS бо proton NMR муайян шуд:

\[ \mathrm{DS} = rac{7A}{3B} \]

A интеграли methyl protons-и hydroxypropyl дар 0,8–1,3 ppm ва B интеграли anomeric protons-и β-cyclodextrin дар 4,9–5,4 ppm мебошад. 7 шумораи glucose units ва 3 шумораи protons-и methyl group-ро ифода мекунад.

• DS 8,4: A = 3,59, вақте B = 1.
• DS 9,9: A = 4,24.
• DS 13,7: A = 5,87.
• DS 16,7: A = 7,16.
• DS 4,6 маҳсулоти тиҷорӣ буд ва synthesis details proprietary гуфта шуд.

Чаро ҳудуди фармакопея муҳим буд?

Ҳудуди фармакопея 2,8–10,5 буд. DS 4,6, 8,4 ва 9,9 дар ҳудуд; DS 13,7 ва 16,7 берун аз ҳудуд буданд. Савол ин буд, ки DS баланд метавонад cholesterol handling ё хусусияти дигарро беҳтар карда, фоида зиёд кунад ё ototoxicity кам шавад. Танҳо панҷ DS санҷида шуд, бинобар ин тамоми каҷи DS-effect харита нашуд.

Истеҳсол ва истифода

HP-β-CD-ҳо аз ҷониби Nihon Shokuhin Kako Co., Ltd. сохта шуданд. β-cyclodextrin дар sodium hydroxide ҳал карда шуд; propylene oxide тадриҷан илова шуд; реаксия 2–3 рӯз дар ҳарорати хона давом кард; маҳлул бо hydrochloric acid neutralized шуд; бо ion-exchange resin desalting, dialysis бо membrane cutoff 100–500 Da, filtration 0,45 µm ва lyophilization анҷом шуд. Пеш аз истифода, formulation-ҳо дар об ҳал, osmolarity бо sodium chloride танзим ва бо 0,45 µm sterile-filter шуданд.

Чаро ду гурӯҳи муш?

Самаранокӣ дар мушҳои бемори Npc1^-/- ва auditory toxicity дар wild-type mice санҷида шуд. Ин муҳим аст: toxicity дар муши солим метавонад дар муши бемор ҳамон андоза набошад. Ҳамчунин фоида ва зарар дар ҳамон ҳайвон якҷо чен нашуданд, бинобар ин тавозуни шахсии benefit-risk ҳисоб нашуд.

Intracerebroventricular administration

HP-β-CD бо stereotactic device ва infusion pump мустақим ба ventricles-и мағз ворид шуд. Ин роҳи истифода ба intrathecal administration-и инсон баробар нест. Ҳаҷм чунин буд:

\[ 1\ \mu\mathrm{L} / 15\ \mathrm{g}\ body\ weight \]

Вояи самаранокӣ барои ҳама 21,4 µmol/kg буд, ки барои DS 4,6 тақрибан 30 mg/kg мебошад. Дар ABR experiment ним воя, 10,7 µmol/kg, истифода шуд.

Фенотип ва вазн

Мушҳо аз 4 ҳафтагӣ ҳар ҳафта бо панҷ меъёр баҳогузорӣ шуданд: hindlimb clasping, grooming, motor function, kyphosis ва ledge test. Ҳар меъёр 0–3 ва total score 0–15 буд. Балл баландтар бемории вазнинтарро нишон медиҳад. Scoring open-label буд ва blind assessment гузориш нашуд, ки хатари measurement bias дорад.

Дар untreated Npc1^-/- mice талафи вазн аз 7–8 ҳафта оғоз шуд. Ҳамаи formulation-ҳо онро суст карданд. DS 4,6, 8,4 ва 9,9 вазн ва neurological phenotype-ро дарозтар нигоҳ доштанд; DS 13,7 ва 16,7 аз control беҳтар буданд, аммо заифтар.

Survival ва Purkinje cells

Survival бо Kaplan-Meier таҳлил шуд. Endpoint на танҳо марг, балки inability to eat or drink independently ҳамчун humane endpoint буд. Ҳама formulation-ҳо survival-ро нисбат ба saline control зиёд карданд; P < 0,01. Аммо farmacopeial DS гурӯҳҳо дарозшавии қавитар нишон доданд.

Purkinje cells дар cerebellar lobules I/II ва V бо calbindin D28K immunohistochemistry дар 9 ҳафта санҷида шуданд. Untreated mice талафи равшани Purkinje cells доштанд. Ҳама HP-β-CD гурӯҳҳо муҳофизат нишон доданд, аммо DS 4,6–9,9 беҳтар менамуд. Натиҷа номукаммал аст, зеро cell counts ё density-и рақамӣ дода нашуд; танҳо representative sections нишон дода шуданд.

ABR ва натиҷаи шунавоӣ

Auditory brainstem response бо electrodes дар зери pinna, vertex ва зери гӯши муқобил чен шуд. Frequency-ҳо 4, 8, 12, 20 ва 32 kHz буданд; 512 responses миёна карда шуд ва threshold бо 5 dB steps муайян гардид. Threshold паст шунавоии беҳтар, threshold баланд шунавоии бадтар аст.

Дар wild-type mice-и 8 ҳафтаина, як ҳафта пас аз 10,7 µmol/kg, ҳамаи formulation-ҳо дар ҳамаи frequency-ҳо threshold-ро нисбат ба saline баланд карданд; P < 0,01. Ин нишон медиҳад, ки ototoxicity ба DS ягона маҳдуд набуд, танҳо high frequency набуд ва бо DS баланд нест нашуд.

Оё DS баланд toxicity-ро кам кард?

Не. DS 13,7 ва 16,7 нисбат ба DS дар ҳудуди фармакопея бартарии шунавоӣ надоданд. Дар айни ҳол самаранокӣ заиф шуд. Аз ин рӯ баланд кардани DS метавонад therapeutic window-ро танг кунад:

\[ \mathrm{Therapeutic\ window} = \mathrm{Toxic\ dose\ boundary} - \mathrm{Effective\ dose\ boundary} \]

Ин формула ҳисобкунии мақола нест; танҳо шарҳи мафҳум аст. Таҳқиқот minimum effective dose ё minimum toxic dose-и ҳақиқиро бо силсилаи вояҳо ҳисоб накард.

Маҳсулоти клиникӣ ва маънои DS

Дар матн гуфта мешавад, ки VTS-270/adrabetadex DS-и миёнаи 4,34 ва Trappsol Cyclo DS-и миёнаи 7 дорад. Ҳар ду дар ҳудуди 2,8–10,5 мебошанд. Таҳқиқот нишон медиҳад, ки DS дар ҳудуди фармакопея метавонад performance-и наздик дошта бошад, вале баландтар аз ҳудуд фоида кам мешавад. Ин бартарии як маҳсулоти тиҷориро нисбат ба дигаре исбот намекунад.

Чаро самаранокӣ кам шуд?

Механизм мустақим чен нашуд. DS метавонад cholesterol binding geometry, self-aggregation, membrane interaction, CSF distribution, tissue entry ва clearance-ро тағйир диҳад. “Hydroxypropyl бештар = cholesterol removal бештар” ҳатман дуруст нест. Аммо дар ин таҳқиқот binding constants, brain concentration, tissue cholesterol ё pharmacokinetics барои ҳар DS чен нашуданд.

Қувватҳо ва маҳдудиятҳо

• Қувват: DS-и дохил ва берун аз фармакопея дар як чаҳорчӯба муқоиса шуд.
• Қувват: formulation-ҳо бо вояи молярии якхела дода шуданд.
• Қувват: вазн, phenotype, survival ва cerebellar histology истифода шуданд.
• Қувват: шунавоӣ бо ABR дар 5 frequency арзёбӣ шуд.
• Маҳдудият: preclinical mouse study аст, на инсон.
• Маҳдудият: preprint ва peer reviewed нест.
• Маҳдудият: sample size хурд буд: phenotype n=6, survival/weight n=8, ABR n=4.
• Маҳдудият: як воя ва як вақт истифода шуд.
• Маҳдудият: benefit ва ototoxicity дар ҳамон ҳайвон чен нашуд.
• Маҳдудият: phenotype scoring open-label буд.
• Маҳдудият: Purkinje cells рақамӣ ҳисоб нашуданд.
• Маҳдудият: cochlear histology ва hair cell counts иҷро нашуданд.
• Маҳдудият: pharmacokinetics ва cholesterol biochemistry барои ҳар DS набуд.
• Маҳдудият: ду муаллиф кормандони Nihon Shokuhin Kako Co., Ltd. буданд, ки formulation-ҳоро истеҳсол кардааст.

Чӣ мегӯяд ва чӣ намегӯяд?

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Хулосаи техникӣ

Натиҷаҳои асосӣ

Самти натиҷаҳо чунин аст:

\[ \mathrm{DS\ дар\ ҳудуди\ фармакопея} ightarrow \mathrm{Самаранокӣ\ асосан\ нигоҳ\ дошта\ мешавад} \]

\[ \mathrm{DS\ болотар\ аз\ ҳудуд} ightarrow \mathrm{Самаранокӣ\ заиф\ мешавад} \]

\[ \mathrm{Ҳама\ DS\ санҷидашуда} ightarrow \mathrm{ABR\ thresholds\ баланд\ мешаванд} \]

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Ин матн ба preprint-и Mayuko Tanaka, Hazuki Nakagawa, Yusei Yamada ва ҳаммуаллифон бо номи “A preclinical study evaluating how degrees of substitution beyond the pharmacopeial range of 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin affect therapeutic efficacy and auditory function after intracerebroventricular administration for Niemann–Pick disease type C” асос ёфтааст. Ин таҳқиқоти инсонӣ нест; он таҷрибаи preclinical дар мушҳост. Натиҷаҳо DS-и бехатари инсон, вояи клиникӣ, frequency-и hearing loss ё бартарии маҳсулоти тиҷориро исбот намекунанд.