Экспериментальные модели атопического дерматита для доклинических исследований
https://doi.org/10.52420/2071-5943-2023-22-1-111-119
Аннотация
Введение. Разработка новых методов и технологии лечения атопического дерматита (АтД) является актуальной медицинской задачей в связи с ростом заболеваемости, увеличением частоты развития тяжелых, непрерывно рецидивирующих форм дерматоза, устой чивых как к наружной , так и к системной терапии. Для тестирования новых методов лечения АтД необходимы соответствующие экспериментальные модели лабораторных животных.
Цель работы – на основании данных зарубежной и отечественной литературы описать технологии создания экспериментальных моделей АтД на лабораторных животных для проведения доклинических исследований по оценке эффективности терапии АтД.
Материалы и методы. Проведен поиск в библиографических базах данных PubMed, Scopus, Web of Science, научной электронной библиотеке ELibrary, отобрано для литературного обзора 58 источников. Ключевые слова поиска: атопический дерматит, животные модели, мышиные модели, доклинические исследования.
Результаты и обсуждение. Для воспроизведения АтД в основном используются мышиные модели. Экспериментальные мышиные модели АтД можно разделить на три группы: мыши, у которых спонтанно развиваются поражения кожи, подобные АтД; модели с использованием трансгенных мышей , которые либо сверхэкспрессируют селективные молекулы, либо лишены их; модели, индуцированные накожной аппликацией сенсибилизаторов. Как правило, данные модели имитируют различные аспекты патофизиологии АтД человека, такие как дефекты кожного барьера, преобладание Th2, с дополнительной активацией Th1 и Th22, а в некоторых популяциях – Th17 звена иммунного ответа.
Заключение. Из технологий создания экспериментальных моделей АтД у лабораторных животных наиболее близкими к АтД человека являются модели с генетической предрасположенностью и аллерген-индуцированные модели.
При поддержке: Исследование выполнено в рамках государственного задания Минздрава РФ 2021-2023 гг, регистрационный номер 121032400217-9 от 24.03.2021.
Об авторах
С. Б. Антонова
Уральский государственный медицинский университет
Россия
Россия
Светлана Борисовна Антонова – кандидат медицинских наук
Екатеринбург
М. А. Уфимцева
Уральский государственный медицинский университет
Россия
Россия
Марина Анатольевна Уфимцева – доктор медицинских наук, профессор
Екатеринбург
О. Г. Макеев
Уральский государственный медицинский университет
Россия
Россия
Олег Германович Макеев – доктор медицинских наук, профессор
Екатеринбург
К. И. Николаева
Уральский государственный медицинский университет
Россия
Россия
Кристина Игоревна Николаева – кандидат медицинских наук
Екатеринбург
Е. С. Мыльникова
Уральский государственный медицинский университет
Россия
Россия
Екатерина Сергеевна Мыльникова – ассистент кафедры
Екатеринбург
Список литературы
1. Wollenberg A, Szepietowski J, Taieb A, Ring J. Corrigendum: Consensus-based European guidelines for treatment of atopic eczema (atopic dermatitis) in adults and children: part I. J Eur Acad Dermatol Venereo 2019;33(7):1436. https://doi.org/10.1111/jdv.15719.
2. Werfel T, Heratizadeh A, Aberer W et al. S2k guideline on diagnosis and treatment of atopic dermatitis – short version. J Dtsch Dermatol Ges 2016;14(1):92–106. https://doi.org/10.1111/ddg.12871.
3. Drucker AM, Wang AR, Li W-Q et al. The burden of atopic dermatitis: Summary of a report for the National Eczema Association. J Invest Dermatol 2017;137(1):26–30. https://doi.org/10.1016/j.jid.2016.07.012.
4. Ali F, Vyas J, Finlay AY. Counting the burden: atopic dermatitis and health-related quality of life. Acta Derm Venereol 2020;100(12):adv00161. https://doi.org/10.2340/00015555-3511.
5. Намазова-Баранова Л.С., Баранов А.А., Кубанова А.А. с соавт. Атопический дерматит у детей: современные клинические рекомендации по диагностике и терапии. Вопросы современной педиатрии 2016;15(3):279–294. https://doi.org/10.15690/vsp.v15i3.1566.
6. Reda AM, Elgendi A, Ebraheem AI et al. A practical algorithm for topical treatment of atopic dermatitis in the Middle East emphasizing the importance of sensitive skin areas. J Dermatolog Treat 2019;30(4):366–373. https://doi.org/10.1080/09546634.2018.1524823.
7. Weidinger S, Novak N. Atopic dermatitis. Lancet 2016;387(10023):1109–1122. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(15)00149-X.
8. Bieber T. Atopic dermatitis: an expanding therapeutic pipeline for a complex disease. Nat Rev Drug Discov 2022;21(1):21–40. https://doi.org/10.1038/s41573-021-00266-6.
9. Henderson VC, Kimmelman J, Fergusson D et al. Threats to validity in the design and conduct of preclinical efficacy studies: a systematic review of guidelines for in vivo animal. PLoS Med 2013;10(7):e1001489. https://doi.org/10.1371/journal.pmed.1001489.
10. Suárez-Fariñas M, Tintle SJ, Shemer A et al. Nonlesional atopic dermatitis skin is characterized by broad terminal differentiation defects and variable immune abnormalities. J Allergy Clin Immunol 2011;127(4):954–964.e1–4. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2010.12.1124.
11. Moosbrugger-Martinz V, Leprince C, Méchin MC et al. Revisiting the roles of filaggrin in atopic dermatitis. Int J Mol Sci 2022;23(10):5318. https://doi.org/10.3390/ijms23105318.
12. Chalmers J, Deckert S, Schmitt J. Reaching clinically relevant outcome measures for new pharmacotherapy and immunotherapy of atopic eczema. Curr Opin Allergy Clin Immunol 2015;15(3):227–233. https://doi.org/10.1097/ACI.0000000000000158.
13. Mestas J, Hughes CC. Of mice and not men: differences between mouse and human immunology. J Immunol 2004;172(5):2731-2738. https://doi.org/10.4049/jimmunol.172.5.2731.
14. Pasparakis M, Haase I, Nestle FO. Mechanisms regulating skin immunity and inflammation. Nat Rev Immunol 2014;14(5):289–301. https://doi.org/10.1038/nri3646.
15. Sellers RS, Clifford CB, Treuting PM, Brayton C. Immunological variation between inbred laboratory mouse strains: points to consider in phenotyping genetically immunomodified mice. Vet Pathol 2012;49(1):32–43. https://doi.org/10.1177/0300985811429314.
16. Jung EC, Maibach HI. Animal models for percutaneous absorption. J Appl Toxicol 2015;35(1):1–10. https://doi.org/10.1002/jat.3004.
17. Jin H, He R, Oyoshi M, Geha RS. Animal models of atopic dermatitis. J Invest Dermatol 2009;129(1):31–40. https://doi.org/10.1038/jid.2008.106.
18. Гайдай Е.А., Гайдай Д.С. Генетическое разнообразие экспериментальных мышей и крыс: история возникновения, способы получения и контроля. Лабораторные животные для научных исследований. 2019;4:78–85. https://doi.org/10.29296/2618723X-2019-04-09.
19. Каркищенко Н.Н., Грачев С.В. Руководство по лабораторным животным и альтернативным моделям в биомедицинских технологиях. М. : Профиль, 2010. С. 88–90.
20. Каркищенко Н.Н. Основы биомоделирования. М. : Изд-во ВПК, 2005. С. 193–197.
21. Abbott A. Geneticists prepare for deluge of mutant mice. Nature 2004;432(7017):541. https://doi.org/10.1038/432541a.
22. Matsuda H, Watanabe N, Geba GP et al. Development of atopic dermatitis-like skin lesion with IgE hyperproduction in NC/Nga mice. Int Immunol 1997;9(3):461–466. https://doi.org/10.1093/intimm/9.3.461.
23. Oyoshi MK, Murphy GF, Geha RS. Filaggrin-deficient mice exhibit TH17-dominated skin inflammation and permissiveness to epicutaneous sensitization with protein antigen. J Allergy Clin Immunol 2009;124(3):485–493. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2009.05.042.
24. Sasaki T, Shiohama A, Kubo A et al. A homozygous nonsense mutation in the gene for Tmem79, a component for the lamellar granule secretory system, produces spontaneous eczema in an experimental model of atopic dermatitis. J Allergy Clin Immunol 2013;132(5):1111–1120. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2013.08.027.
25. Kim D, Kobayashi T, Nagao K. Research Techniques Made Simple: Mouse Models of Atopic Dermatitis. J Invest Dermatol 2019;139(5):984–990. https://doi.org/10.1016/j.jid.2019.02.014.
26. Kawasaki H, Nagao K, Kubo A et al. Altered stratum corneum barrier and enhanced percutaneous immune responses in filaggrin-null mice. J Allergy Clin Immunol 2012;129(6):1538–1546. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2012.01.068.
27. Zheng T, Oh MH, Oh SY. Transgenic expression of interleukin-13 in the skin induces a pruritic dermatitis and skin remodeling. J Invest Dermatol 2009;129(3):742–751. https://doi.org/10.1038/jid.2008.295.
28. Günschmann C, Chiticariu E, Garg B. Transgenic mouse technology in skin biology: inducible gene knockout in mice. J Invest Dermatol 2014;134(7):1–4. https://doi.org/10.1038/jid.2014.213.
29. Tellkamp F, Benhadou F, Bremer J et al. Transgenic mouse technology in skin biology: generation of knockin mice. J Invest Dermatol 2014;134(12):1–3. https://doi.org/10.1038/jid.2014.434.
30. Peiser M, Tralau T, Heidler J et al. Allergic contact dermatitis: epidemiology, molecular mechanisms, in vitro methods and regulatory aspects. Current knowledge assembled at an international workshop at BfR, Germany. Cell Mol Life Sci 2012;69(5):763–781. https://doi.org/10.1007/s00018-011-0846-8.
31. Kabashima K. New concept of the pathogenesis of atopic dermatitis: interplay among the barrier, allergy, and pruritus as a trinity. J Dermatol Sci 2013;70(1):3–11. https://doi.org/10.1016/j.jdermsci.2013.02.001.
32. Honda T, Egawa G, Grabbe S, Kabashima K. Update of immune events in the murine contact hypersensitivity model: toward the understanding of allergic contact dermatitis. J Invest Dermatol 2013;133(2):303–315. https://doi.org/10.1038/jid.2012.284.
33. Zheng H, Jeong Y, Song J, Ji GE. Oral administration of ginsenoside Rh1 inhibits the development of atopic dermatitis-like skin lesions induced by oxazolone in hairless mice. Int Immunopharmacol 2011;11(4):511–518. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2010.12.022.
34. Ewald DA, Noda S, Oliva M et al. Major differences between human atopic dermatitis and murine models, as determined by using global transcriptomic profiling. J Allergy Clin Immunol 2017;139(2):562–571. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2016.08.029.
35. Fukuyama T, Ehling S, Cook E, Bäumer W. Topically administered janus-kinase inhibitors tofacitinib and oclacitinib display impressive antipruritic and anti-inflammatory responses in a model of allergic dermatitis. J Pharmacol Exp Ther 2015;354(3):394–405. https://doi.org/10.1124/jpet.115.223784.
36. Ueda Y, Inoue T, Rahman MA et al. A new chronic itch model accompanied by skin lesions in hairless mice. Int Immunopharmacol 2006;6(10):1609–1615. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2006.06.002.
37. Tsukumo Y, Harada D, Manabe H. Pharmacological characterization of itch-associated response induced by repeated application of oxazolone in mice. J Pharmacol Sci 2010;113(3):255–262. https://doi.org/10.1254/jphs.10050fp.
38. Darsow U, Wollenberg A, Simon D et al. ETFAD/EADV eczema task force 2009 position paper on diagnosis and treatment of atopic dermatitis. J Eur Acad Dermatol Venereol 2010;24(3):317–328. https://doi.org/10.1111/j.1468-3083.2009.03415.x.
39. Mohd Kasim VNK, Noble SM, Liew KY et al. Management of atopic dermatitis via oral and topical administration of herbs in murine model: a systematic review. Front Pharmacol 2022;13:785782. https://doi.org/10.3389/fphar.2022.785782.
40. Li M, Hener P, Zhang Z et al. Induction of thymic stromal lymphopoietin expression in keratinocytes is necessary for generating an atopic dermatitis upon application of the active vitamin D3 analogue MC903 on mouse skin. J Invest Dermatol 2009;129(2):498–502. https://doi.org/10.1038/jid.2008.232.
41. Li M, Hener P, Zhang Z et al. Topical vitamin D3 and low-calcemic analogs induce thymic stromal lymphopoietin in mouse keratinocytes and trigger an atopic dermatitis. Proc Natl Acad Sci USA 2006;103(31):11736–11741. https://doi.org/10.1073/pnas.0604575103.
42. Kim BS, Siracusa MC. Saenz SA et al. TSLP elicits IL-33-independent innate lymphoid cell responses to promote skin inflammation. Sci Transl Med 2013;5(170):170ra16. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.3005374.
43. Liu XJ, Mu ZL, Zhao Y, Zhang JZ. Topical tetracycline improves MC903-induced atopic dermatitis in mice through inhibition of inflammatory cytokines and thymic stromal lymphopoietin expression. Chin Med J (Engl) 2016;129(12):1483–1490. https://doi.org/10.4103/0366-6999.183427.
44. Martel BC, Lovato P, Bäumer W, Olivry T. Translational animal models of atopic dermatitis for preclinical studies. Yale J Biol Med 2017;90(3):389–402.
45. Everberg H, Brostedt P, Oman H et al. Affinity purification of egg-white allergens for improved component-resolved diagnostics. Int Arch Allergy Immunol 2011;154(1):33–41. https://doi.org/10.1159/000319206.
46. Casset A, Mari A, Purohit A et al. Varying allergen composition and content affects the in vivo allergenic activity of commercial dermatophagoides pteronyssinus extracts. Int Arch Allergy Immunol 2012;159(3):253–262. https://doi.org/10.1159/000337654.
47. Jin M, Choi JK, Choi YA et al. 1,2,4,5-Tetramethoxybenzene suppresses house dust mite-induced allergic inflammation in BALB/c mice. Int Arch Allergy Immunol 2016;170(1):35–45. https://doi.org/10.1159/000446510.
48. Shimura S, Takai T, Iida H et al. Epicutaneous allergic sensitization by cooperation between allergen protease activity and mechanical skin barrier damage in mice. J Invest Dermatol 2016;136(7):1408–1417. https://doi.org/10.1016/j.jid.2016.02.810.
49. Oshio T, Sasaki Y, Funakoshi-Tago M et al. Dermatophagoides farinae extract induces severe atopic dermatitis in NC/Nga mice, which is effectively suppressed by the administration of tacrolimus ointment. Int Immunopharmacol 2009;9(4):403–411. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2008.12.013.
50. Moniaga CS, Egawa G, Kawasaki H et al. Flaky tail mouse denotes human atopic dermatitis in the steady state and by topical application with Dermatophagoides pteronyssinus extract. Am J Pathol 2010;176(5):2385–2393. https://doi.org/10.2353/ajpath.2010.090957.
51. Matsuoka H, Maki N, Yoshida S. A mouse model of the atopic eczema/dermatitis syndrome by repeated application of a crude extract of house-dust mite Dermatophagoides farina. Allergy 2003;58(2):139–145. https://doi.org/10.1034/j.1398-9995.2003.23790.x.
52. Yamada Y, Ueda Y, Nakamura A et al. Biphasic increase in scratching behaviour induced by topical application of Dermatophagoides farinae extract in NC/Nga mice. Exp Dermatol 2016;25(8):611–617. https://doi.org/10.1111/exd.12999.
53. Wang G, Savinko T, Wolff H et al. Repeated epicutaneous exposures to ovalbumin progressively induce atopic dermatitislike skin lesions in mice. Clin Exp Allergy 2007;37(1):151–161. https://doi.org/10.1111/j.1365-2222.2006.02621.x.
54. Cross SE, Roberts MS. The effect of occlusion on epidermal penetration of parabens from a commercial allergy test ointment, acetone and ethanol vehicles / S.E. Cross. J Invest Dermatol 2000;115(5):914–918. https://doi.org/10.1046/j.1523-1747.2000.00151.x.
55. Kawakami Y, Yumoto K, Kawakami T. An improved mouse model of atopic dermatitis and suppression of skin lesions by an inhibitor of Tec family kinases. Allergol Int 2007;56(4):403–409. https://doi.org/10.2332/allergolint.O-07-486.
56. Bäumer W, Stahl J, Sander K et al. Lack of preventing effect of systemically and topically administered histamine H(1) or H(4) receptor antagonists in a dog model of acute atopic dermatitis. Exp Dermatol 2011;20(7):577–581. https://doi.org/10.1111/j.1600-0625.2011.01268.x.
57. Murray C, Ahrens K, Devalaraja M et al. use of a canine model of atopic dermatitis to investigate the efficacy of a CCR4 antagonist in allergen-induced skin inflammation in a randomized study. J Invest Dermatol 2016;136(3):665-671. https://doi.org/10.1016/j.jid.2015.11.001.
Рецензия
Для цитирования:
Антонова СБ, Уфимцева МА, Макеев ОГ, Николаева КИ, Мыльникова ЕС. Экспериментальные модели атопического дерматита для доклинических исследований. Уральский медицинский журнал. 2023;22(1):111-119. https://doi.org/10.52420/2071-5943-2023-22-1-111-119
For citation:
Antonova SB, Ufimtseva MA, Makeev OG, Nikolaeva KI, Mylnikova ES. Experimental models of atopic dermatitis for preclinical researches. Ural Medical Journal. 2023;22(1):111-119. (In Russ.) https://doi.org/10.52420/2071-5943-2023-22-1-111-119
Просмотров:
286
Послать статью по эл. почте 