Opneming van een Survivable lever biopsie Procedure bij muizen te beoordelen van de resolutie van de niet-alkoholische Steatohepatitis (NASH)
Summary
In klinische instellingen, wordt een lever biopsie gebruikt ter beoordeling van de stadia van niet-alkoholische steatohepatitis (steatosis, ontsteking, hepatocyte ballonvaren en fibrose). Hier, illustreren we een survivable lever biopsie in muizen die kan worden gebruikt voor histologisch analyses om beoordeling van therapeutische agenten op een manier die meer afgestemd op klinische proeven.
Abstract
Klinische beoordeling van therapieën voor de behandeling van niet-alkoholische steatohepatitis (NASH) betrekken een basislijn en einde van studie lever biopsie en beoordeling van de verbetering van de eindpunten van de ziekte, vaak te zien als een percentage van elke behandeling arm dat verbeterd, verslechterd of onveranderd gebleven. Traditionele preklinische knaagdier studies voor vermeende NASH therapieën zijn vaak beperkt door niet te weten van het niveau van de lever ziekte/NASH aanwezig aan het begin van therapeutische interventie, in plaats van randomizing behandelgroepen op gemakkelijk meetbare eindpunten, zoals lichaamsgewicht, metabole status of soortgelijk. Hier beschrijven we een lever biopsie techniek in een dieet-geïnduceerde NASH muismodel, voor de beoordeling van de basislijn lever ziekte om uit te sluiten van muizen die geen fibrose vertonen en gelijkelijk verdelen dieren met soortgelijke fibrosis tussen behandelgroepen. Deze niveaus kunnen vervolgens worden vergeleken met de niveaus van de terminal, na interventie voor een waarachtiger begrip van in vivo farmacologische werking en dus meer klinische proef ontwerpstrategieën verplaatsingsvoorstelregels precies hebt aangegeven. De muis is goed verdoofd en geprepareerd voor de operatie met behulp van steriele omstandigheden. Een kleine incisie gemaakt in de bovenbuik en de linker laterale kwab van de lever wordt blootgesteld. Een wig van de lever is operatief verwijderd en een stuk van vergelijkbare grootte van absorbeerbare gelatine is ingevoerd zijn om elke bloeden te stoppen. De muis is operatief ingehecht en geniet gesloten en zal herstellen terug naar normaal binnen 1 dag. Het hele proces duurt 5-10 min per muis. Hier illustreren we het nut van deze procedure door leveraging van de biopsie pre studie om de impact van de glucagon-achtige peptide-1 (GLP-1) receptor agonist liraglutide over NASH eindpunten in muizen.
Introduction
Non-alcoholic steatohepatitis (NASH) is een progressieve leverziekte en een meer ernstige vorm van vette lever ziekte (NAFLD), die wordt steeds meer en meer overwegend als gevolg van de vereniging met obesitas en diabetes type 2. Er zijn geen erkende therapieën voor NAFLD/NASH of goedgekeurde biomarkers te gemakkelijk het beoordelen van de progressie van de ziekte. NASH is gediagnosticeerd histologisch door beoordeling van ontsteking, overtollige hepatische lipide (steatosis), hepatocyte ballonvaren en fibrose1,,2,,3,4. Bij klinische proeven, worden deze eindpunten beoordeeld voordat de studie in een lever monster verzameld via biopsie, en van een tweede lever biopsie na een bepaalde behandelingsperiode. Dus de effectiviteit van de agent van de test wordt beoordeeld via veranderingen in de lever pathologie bij patiënten met eerder geïdentificeerd/gekwantificeerd (dat wil zeggen, biopsie-bewezen) NASH die zijn gerandomiseerde behandeling in groepen. Deze dezelfde histologische eindpunten worden vaak gebruikt in knaagdier modellen beoordeling van potentiële NASH therapeutics in preklinische studies, maar alleen in terminal weefsel van euthanized muizen, en dus zonder inzicht in de mate van werkzaamheid op basislijn en een onvermogen besturingselement voor verschillen in basislijn ziekte staat tussen behandelgroepen.
Hoewel 25% van de volwassenen met NAFLD worden geacht dat NASH op basis van verhoogde serum aminotransferase niveaus, zijn er geen alternatieve definitieve methoden te bevestigen NASH dan histologische bewijs4. Noninvasive methoden, zoals radiologische modaliteiten (echografie, computertomografie en magnetische resonantie beeldvorming) zijn ontwikkeld voor het detecteren van hepatische steatosis, maar deze methoden niet diagnosticeren NASH of bepalen van de fase van fibrose. Voorbijgaande elastography biedt een veelbelovende niet-belastende modaliteit voor het meten van de lever stijfheid. Het is aangetoond dat het nauwkeurig in het onderscheiden van fibrose stadia. Echter, vermindert de nauwkeurigheid met hogere index van de lichaamsmassa (BMI) en vetweefsel. 5 dit is problematisch als gevolg van de meerderheid van NASH patiënten zwaarlijvig. Buiten de klinische relevantie van deze benaderingen, worden geen van deze modaliteiten gebruikt in preklinische studies.
De onderzoeksgroep van Dr Jonathan Roth waren om te overwinnen, de eerste procedure toe te passen een lever biopsie in de muismodel Amylin NASH (AMLN) van NASH6,7,8. Zij beschreven de predictieve validiteit van de biopsie met mate van NASH ziekte en correlatie met stofwisselingsziekte. Hier beschrijven we in detail de lever biopsie procedure in het model van de AMLN van NASH en zijn nut in een therapeutische setting, specifiek voor het beoordelen van de werkzaamheid van liraglutide.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hier beschrijven we in detail de muis lever biopsie procedure eerst beschreven door klepel et al.10, en zijn nut in een muismodel van NASH, vergelijkbaar met de vorige verslagen6,9te illustreren. De lever biopsie-procedure is een waardevol instrument voor de beoordeling van NASH fenotype pre- en post-behandeling, op een wijze vergelijkbaar met die in klinische therapeutische proeven uitgevoerd. De biopsie voorziet in directe vergelijking voor elk onderwerp, dat wil zeggen dat het dezelfde muizen kunnen worden gebruikt voor beide tijdstippen. We tonen ook zijn translationeel potentieel. In een klinische proef in biopsie-bewezen NASH onderwerpen ontlokte liraglutide een 39% respons (patiënten met verbetering) in NAS, overwegende dat de in onze studie nageleefd wij een 66%-responder tarief voor verbeterde NAS. Bovendien, 26% van de patiënten had verbeterde fibrose score met 9% verslechtering, tegenover 14% en 36% in de placebo-arm, respectievelijk11. In onze studie zien we een 17% verbetering ten opzichte van de liraglutide behandeling. Deze vergelijkingen markeert u de kracht van basislijn lever biopsie en bevestigen van potentiële translationeel begrip, ten minste voor deze klasse van therapeutische.
Het is cruciaal voor de oogst van een groot genoeg stuk van leverweefsel tijdens de biopsie procedure goed analyseren de histologische kenmerken, maar ook niet te groot van een stukje lever tot compromissen van de functie van de lever. We waargenomen een nul-sterftecijfer met deze operatie, en de dieren binnen 1 dag met de hervatting van de normale eten gedrag volledig herstelde verschenen. Dus, de tijd tussen de biopsie en tijdens het initiëren van de interventie studie is niet beperkt door dierlijke herstel maar waarschijnlijk door de tijd die nodig is voor de steekproef verwerking, analyse en latere randomisatie.
Voordat interventie hielp verminderen variabiliteit in onze studie, waardoor we uit te sluiten van muizen die een zekere mate van fibrose van de lever als gevolg van het dieet AMLN NASH-inducerende volledig niet deed ontwikkelen, gebruik makend van de lever biopsie-procedure als een methode van bevestiging van fibrose. Verder, verbeterd het ons vermogen om de impact van mogelijke NASH-verbetering van de ingrepen, in tegenstelling tot alleen met een terminal lever monster en NASH score beter te begrijpen. Totdat de nieuwe niet-invasieve technieken zijn verder onderzocht en algemeen aanvaard, de lever biopsie is de enige manier om te bepalen van NASH bewezen.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs mijn dankbaarheid uitspreken voor de hulp van Sally Lee en Holly Koelkebeck voor expertise in weefsel verwerking en immunohistochemistry. De auteurs worden Donna Goldsteen en het laboratorium dier middelen personeel (MedImmune, Gaithersburg, MD) ook bedanken voor hun hulp met technische procedures en de veehouderij en zorg.
Materials
| Isoflurane | Henry Schein | 29405 | |
| 5-0 suture | Ethicon | J834G | |
| 7mm Wound Clips | Reflex | 203-1000 | |
| Absorbable gelatin sponge (GelFoam) | Pfizer | 09-0353-01 | Compressed, Any Size |
| Alcohol Prep Pad | VWR | 75856-902 | |
| Animal Clippers | Oster | 78005010002 | Size 40 Blade |
| Artificial Tears | Henry Schein | 048272 | Tube |
| Buprenorphine (Buprenex) | Reckitt Benckiser | NDC 12496-0757-5 | |
| Iodine Prep Pads | Nice Pak Products | C12400 | |
| Sterile Drapes | Stoelting | 50981 | |
| Surgical Gloves | Medline | 54720 |
References
- Brunt, E. M., et al. Nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) activity score and the histopathologic diagnosis in NAFLD: distinct clinicopathologic meanings. Hepatology. 53 (3), 810-820 (2011).
- Brunt, E. M. Pathology of nonalcoholic fatty liver disease. Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology. 7 (4), 195-203 (2010).
- Kleiner, D. E., et al. Design and validation of a histological scoring system for nonalcoholic fatty liver disease. Hepatology. 41 (6), 1313-1321 (2005).
- Diehl, A. M., Cause Day, C. Pathogenesis, and Treatment of Nonalcoholic Steatohepatitis. New England Journal of Medicine. 377 (21), 2063-2072 (2017).
- Golabi, P., et al. Current complications and challenges in nonalcoholic steatohepatitis screening and diagnosis. Expert Reviews of Gastroenterology and Hepatology. 10 (1), 63-71 (2016).
- Roth, N. C., et al. Prediction of histologic alcoholic hepatitis based on clinical presentation limits the need for liver biopsy. Hepatology Communications. 1 (10), 1070-1084 (2017).
- Kristiansen, M. N., et al. Obese diet-induced mouse models of nonalcoholic steatohepatitis-tracking disease by liver biopsy. World Journal of Hepatology. 8 (16), 673-684 (2016).
- Trevaskis, J. L., et al. Glucagon-like peptide-1 receptor agonism improves metabolic, biochemical, and histopathological indices of nonalcoholic steatohepatitis in mice. American Journal of Physiology Gastrointestinal and Liver Physiology. 302 (8), G762-G772 (2012).
- Tolbol, K. S., et al. Metabolic and hepatic effects of liraglutide, obeticholic acid and elafibranor in diet-induced obese mouse models of biopsy-confirmed nonalcoholic steatohepatitis. World Journal of Gastroenterology. 24 (2), 179-194 (2018).
- Clapper, J. R., et al. Diet-induced mouse model of fatty liver disease and nonalcoholic steatohepatitis reflecting clinical disease progression and methods of assessment. American Journal of Physiology Gastrointestinal and Liver Physiology. 305 (7), G483-G495 (2013).
- Armstrong, M. J., et al. Liraglutide safety and efficacy in patients with non-alcoholic steatohepatitis (LEAN): a multicentre, double-blind, randomised, placebo-controlled phase 2 study. Lancet. 387 (10019), 679-690 (2016).
