$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Met menselijke levensverwachting gestaag in de afgelopen eeuw de prevalentie en incidentie van ziekten van de hersenen van veroudering, zoals dementie en andere neurodegeneratieve processen, ook groeien. Parallel, dus groeit de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen voor de behandeling van deze ziekten. Echter veel nieuwe geneesmiddelen die bestemd zijn om actief in het VNV niet kan bereiken de markt wegens gebrek aan centrale effecten of ongewenste bijwerkingen in latere fasen van de drug ontwikkeling1. In traditionele fase is 1 onderzoek de doelstellingen om informatie op de farmacokinetiek, dat wil zeggen, het effect dat het menselijk lichaam op de drug (bijvoorbeeld door hen metaboliseren), evenals veiligheid en verdraagbaarheid van het nieuwe geneesmiddel heeft te verkrijgen. Vroeg bewijs van farmacodynamische werking (het effect dat het geneesmiddel op het lichaam heeft), echter wellicht nog belangrijker in besluiten over vooruit in de klinische ontwikkeling van een nieuwe stof en kan helpen voorkomen dat onjuiste besluitvorming met gevolgen op later fasen van de ontwikkeling proces2.
In de afgelopen twee decennia, het centrum voor menselijke Drug Research (CHDR) uitgegroeid tot een geautomatiseerde testbatterij van neuropsychologische en neurofysiologische metingen gevoelig voor CNS effecten van drugs. Deze testbatterij wordt herhaaldelijk gebruikt tijdens de dag voor het meten van de farmacodynamische effecten van een nieuwe stof. Daarmee levert het bewijs van van de drug vermogen om het gewenste effect hebben, om te penetreren de bloed - hersenbarrière en voer de hersenen of het gebrek daaraan3. Resultaten van de testbatterij kunnen ook, informatie verschaffen over het werkingsmechanisme van een stof als de afzonderlijke tests correspondeert met specifieke drug-responsieve CNS domeinen. Bijvoorbeeld, als de effecten van de nieuwe drug worden waargenomen op de maze leren test, die een test voor de visueel-ruimtelijke werkgeheugen is, kan dit aangeven dat de drug op receptoren in delen van de hersenen die betrokken zijn bij de visueel-ruimtelijke werkgeheugen handelt. Bovendien, de testbatterij wordt gebruikt aan het scherm voor CNS bijwerkingen voor verbindingen die niet zijn ontworpen om te werken in het VNV, en waar CNS activering moet worden uitgesloten.
De testbatterij is samengesteld uit een groot aantal cognitieve en neurofysiologische tests, die is gebleken te zijn gevoelig voor het detecteren van farmacodynamische effecten van CNS actieve drugs3,4,5,6. De testbatterij kern bestaat uit zes neuropsychologische domeinen: uitvoerend functioneren, aandacht, geheugen, visuomotor werking of coördinatie, motorische vaardigheden en subjectieve drug effecten. De core-tests zijn: saccadic oog verkeer7, soepele uitoefening oog verkeer8, de Bowdle VAS9, de Bond en Lader VAS10, lichaam sway, adaptieve tracking11, visueel, verbaal leren12en qEEG, die betrekking hebben op de belangrijkste domeinen voor cognitieve en neurofysiologische eerder vermeld. Deze tests hebben aangetoond dat kunnen meten van veranderingen in CNS functies als gevolg van toediening van verschillende typen en soorten drugs (zie hieronder). De batterij kan herhaaldelijk worden toegediend (maximaal 12 keer na drug administration) als gevolg van de 30-minuten totale administratie-tijd, die is van essentieel belang te karakteriseren het concentratie-effect-Profiel van een drug. De testbatterij kan worden uitgebreid en aangepast met verschillende tests aanpassen aan specifieke drug klassen, of zelfs specifieke receptoren te onderzoeken. De testbatterij is gevalideerd in een breed scala van drugs op verschillende CNS-systemen (bijvoorbeeld benzodiazepinen, antipsychotica, ethanol en cannabis12,13,14,15 ,16,17,18,19,20,21) om op een betrouwbare manier aantonen CNS effecten in verband met drugs te kunnen.
Terwijl andere geautomatiseerde bestaan test batterijen (bijvoorbeeld in Egerhazi et al. beschreven 22 en Underwood et al. 23), en worden algemeen gebruikt in de klinische proeven, de testbatterij beschreven in dit document opvalt als het omvat niet alleen neuropsychologische tests zoals het VVLT en de VASs, maar ook de neurofysiologische metingen (bijvoorbeeld EEG, eye verkeer test), waardoor het combineren van verschillende aspecten van hersenen functioneren in een testbatterij en beter als gevolg van de multimodale aard van cognitief gedrag. Bovendien, als de testbatterij is geautomatiseerd, de testresultaten worden gegenereerd elektronisch. Dit resulteert in resultaat waarden die zijn hetzelfde wanneer gebruikt in verschillende onderzoeken door verschillende onderzoekers, zodat voor normalisatie van resultaten, evenals de waarden die zijn minder foutgevoelig t.o.v. scoren met de hand. De uitkomst bestanden gemakkelijk kunnen worden geüpload in de elektronische databasesystemen en kunnen worden gebruikt voor het genereren van tussentijdse verslagen van de farmacodynamische effecten van nieuwe drugs binnen een dag.
Er is ten minste één klasse van drugs waar vroeg bewijs van farmacologische werking in de hersenen moeizaam; (pro) cholinerge drugs. Acetylcholine is een van de belangrijkste neurotransmitters van het centraal zenuwstelsel en heeft aangetoond dat een cruciale rol te spelen in cognitie, specifiek in processen zoals leren en geheugen24,25. Bijgevolg wordt cholinerge dysfunctie aangegeven aan ten grondslag liggen aan neurodegeneratieve processen zoals de ziekte van Alzheimer26. Nieuwe verbindingen, gericht op het verbeteren van de cognitieve werking, zoals muscarinerge en nicotinerge receptor specifieke agonisten, gaan nu klinische studies.
Vroege fase studies worden meestal uitgevoerd in gezonde, vaak jonge proefpersonen die cognitief op een normaal niveau presteren, is het vaak moeilijk om te bestuderen of zelfs uiterlijk vertoon van bewijs van farmacodynamische werking van een nieuw geneesmiddel bestemd voor de behandeling van cognitieve achteruitgang bij patiënten met een ziekte van de hersenen.
Onze fractie heeft daarom een tool die kan worden gebruikt voor het aantonen van vroeg bewijs van de farmacologie van een nieuwe drug ontwikkeld: de farmacologische uitdaging-model. Een reeds goedgekeurde en verkochte geneesmiddel wordt gebruikt voor het opwekken van tijdelijke en omkeerbare ziekte-achtige symptomen bij gezonde proefpersonen, via een farmacologische mechanisme aan de ziekte die is gericht als indicatie voor de nieuwe compound gerelateerde. Dit effect is in de meeste gevallen een ongewenste bijwerking van de drug, als gevolg van de activering van receptoren op een andere locatie in het menselijk lichaam in vergelijking met de site waar het geneesmiddel is bedoeld om te werken. De muscarinerge acetylcholine receptor antagonist scopolamine wordt bijvoorbeeld gebruikt voor de behandeling van misselijkheid en braken als gevolg van reisziekte. Bijwerkingen als gevolg van antagonizing muscarinerge acetylcholine-receptoren in de hersenen zijn de anti-cognitieve effecten zoals verminderde aandacht en geheugen die lijkt op de tekorten in de ziekte van Alzheimer27gezien.
Aangezien scopolamine als een muscarinerge acetylcholine uitdaging model wordt gebruikt voor het opwekken van Alzheimer-achtige, nog tijdelijke, heeft cognitieve effect in gezonde proefpersonen27, CHDR ontwikkeld en gevalideerd een farmacologische uitdaging model met mecamylamine. Mecamylamine is een niet-competitieve nicotinerge acetylcholine receptor antagonist28 , wat in cholinerge dysfunctie, dat wil zeggen, voorbijgaande cognitieve tekorten, in gezonde jonge mannen29,30 resulteert.
De hierboven genoemde geautomatiseerde testbatterij is gebruikt voor het onderzoeken van het potentieel van verschillende doseringen van mecamylamine om te laten zien van de effecten op de neurofysiologische en cognitieve tests. De verwachting was dat met toenemende dosis, ook de effecten op de verschillende testen zou toenemen. Deze effecten werden vervolgens gerelateerd aan de plasmaconcentraties van de drug, resulterend in de plasma concentratie-effecten (farmacokinetische-pharmacodynamic) relatie van mecamylamine29.
De tests die zijn opgenomen in het ontwerp van deze studie werden gekozen op basis van de verwachte effecten bekend uit de literatuur en het farmacologische werkingsmechanisme van mecamylamine op de nicotinerge receptoren:
Adaptieve Tracking Test:
Dit is een achtervolging-tracking taak, voor de meting van visuomotor coördinatie en aanhoudende aandacht. Een cirkel van bekende dimensies beweegt willekeurig over een scherm. Het onderwerp moet proberen te houden een stip in de bewegende cirkel bij de exploitatie van een joystick. Als deze inspanning succesvol is, verhoogt de snelheid van de bewegende cirkel. Daarentegen neemt de snelheid af als de proefpersoon de stip in de cirkel kan toch niet blijven. In tegenstelling tot niet-adaptieve bijhouden methoden leidt dit tot een constante en individueel aangepast uitdaging tijdens de gehele procedure. De test van de adaptieve bijhouden gebruikt werd ontwikkeld door Hobbs & Strutt, volgens specificaties van Borland en Nicholson of Winterbourne11.
Goede uitoefening en Saccadic Eye verkeer Tests:
Het gebruik van een computer voor meting van saccadic oogbewegingen en soepele achtervolging werd oorspronkelijk beschreven door Baloh et al. 7, en voor goede uitoefening door Bittencourt et al. 8, en is uitgebreid gevalideerd op CHDR door Van Steveninck et al. 19 , 20 , 21 het onderwerp is vereist voor het volgen van een lichtbron met de ogen, die horizontaal op een scherm op 58 cm afstand beweegt. De lichtbron beweegt zich voortdurend voor meting van de goede uitoefening en springt van links naar rechts voor meting van saccadic oogbewegingen.
VASs:
Beoordeling van subjectieve gevoelens van alertheid, stemming en kalmte werd uitgevoerd met behulp van een set van 16 visuele analoge lijnen zoals beschreven door Norris (1971) en obligatie- en Lader10. Visuele analoge scores is afhankelijk van het vermogen van onderwerpen om semi-kwantificeren van een subjectieve staat. Visuele analoge lijnen bestaan uit 10-cm lijnsegmenten. Het onderwerp wordt gepresenteerd met 16 lijnen, 1 tegelijk, op het computerscherm. Aan de twee uiteinden van de lijn, twee tegengestelde woorden vertegenwoordigen Staten van geest (b.v., blij – verdrietig, gespannen – ontspannen) worden gepresenteerd. Onderwerpen zet een merkteken op een punt op de lijn die best hun subjectieve staat overeenstemmende vertegenwoordigt de voorwaarde getest. Het resultaat is een afstand (mm) berekend op basis van het merk op de regel.
Lichaam Sway:
Een tekenreeks die afkomstig zijn uit een potentiometer, die in de testcomputer voor de batterij is opgenomen, wordt gebruikt voor het meten van posturale stabiliteit in een enkel vliegtuig terwijl het onderwerp nog steeds met de ogen gesloten staat (beschreven in de Haas et al.. 12).
VVLT:
Het VVLT is een woord leren en geheugen test, meer gedetailleerd beschreven in de Haas et al. 12 onderwerpen worden gepresenteerd met een reeks van 30 woorden, één voor één op het computerscherm. De woorden moeten worden uitgesproken en herinnerd. Er zijn drie direct recall trials, een vertraagd vrije recall trial (dat wil zeggen, zonder de presentatie van de woorden na ongeveer 20 min) en een proces van de erkenning.
Farmaco-EEG:
Voor de standaard farmaco-EEG zijn elektroden beperkt tot de leads sagittale (Fz, Cz, Pz en Oz), twee elektroden voor de registratie van de oogbewegingen (buitenste canthi) en een elektrode van de grond 2 cm boven de nasion geplaatst. Wijzigingen in de amplitude van de volgende frequentiebanden worden gekwantificeerd door spectrum-analyse (d.w.z., snelle Fourier transformatie): ß-band (13,5-35 Hz), γ-band (35-48,9 Hz) en α-band (7.5-13,5 Hz) theta- en δ-bands (7,5 Hz of minder).