저자는 동물 작업에 도움을 준 국립 실험실 동물 센터의 Minna Törrönen, Riikka Venäläinen, Heikki Karhunen 및 Inkeri Niemi에게 감사를 표합니다. 이 연구는 Finnish Academy, ERC 및 CardioReGenix EU Horizon 보조금의 지원을 받습니다.

모든 실험은 핀란드 동부 대학의 동물 실험위원회의 승인을 받았습니다. 이 프로토콜은 심장 질환에 대한 새로운 치료법의 안전성과 효능을 평가하기 위해 돼지를 위한 임상적으로 관련된 트레드밀 운동 테스트를 설명합니다. 체중 25-80kg의 암컷 국내 돼지를 본 연구에 사용하였다. 동물들은 상업적 공급원으로부터 입수하였다 ( 재료의 표 참조).
1. 러닝 트랙 설정
<ol><li>동물이 한 방향으로만 움직일 수 있도록 달리기 트랙을 설정합니다. 동물이 뒤로 물러나지 않도록 게이트와 해치를 사용하십시오. 달리기 트랙의 평면도는 그림 1에 나와 있으며 달리기 트랙의 예는 그림 2에 나와 있습니다.</li>
	<li>트레드밀( 재료 표 참조)에 경사 변경을 허용할 수 있는 충분한 공간이 있는지 확인하십시오.</li>
	<li>달리는 동안 동물이 회전하는 것을 방지하기 위해 트레드밀의 너비를 조절할 수 있는지 확인하십시오.</li>
	<li>투명 플라스틱을 사용하여 런닝 머신의 전면 벽을 만드십시오. 이것은 동물이 러닝 머신에서 도망가는 것을 방지하지만 여전히 동물이 벽을 통해 볼 수 있도록합니다. 알림: 우리의 경험에 따르면 돼지가 벽 반대편에 있는 동료 돼지를 보면 달리고 싶은 동기가 더 강하기 때문에 동물이 앞 벽을 통해 볼 수 있어야 합니다.</li>
	<li>ECG 모니터와 제세동기( 재료 표 참조)를 런닝머신 옆에 놓습니다. 참고 : 치명적인 부정맥은 특히 돼지가 심근 허혈14,15,16을 앓고있는 경우 스트레스 테스트 중에 발생할 수 있습니다.</li>
	<li>달리기 트랙에 동물들이 달리기 후에 물을 마시고 더위를 식힐 수 있는 물 지점이 있는지 확인하십시오.</li>
</ol>2. 시험 전 돼지의 순응 기간
<ol><li>실험을 시작하기 전에 2주 동안 동물을 수용합니다.</li>
	<li>적응 1 주 동안 동물들이 달리기 트랙을 제외한 조련사와 새로운 주거 환경에 익숙해 지도록하십시오.</li>
	<li>적응 기간의 2 주 동안 동물들이 달리기 트랙에 익숙해 지도록하십시오.</li>
	<li>동물들이 달리기 트랙에 익숙해 지도록 익숙해지십시오. 첫째, 동물들이 트랙을 자유롭게 걷고 환경을 탐험 할 수 있도록 모든 문을 열어 두십시오.</li>
	<li>동물들이 트랙에 더 익숙해지면 러닝머신을 켜고 동물이 한 번에 짧은 시간(예: 7분) 동안 달리게 하십시오. 실행 시간의 길이는 매일 연장되어야 합니다. 참고: 적응 기간 동안 동물에게 보상하는 것을 잊지 마십시오. 예를 들어, 본 연구에서 돼지는 무염 팝콘으로 보상을 받았습니다.</li>
</ol>3. 운동 테스트
알림: 돼지는 운동 테스트 최소 2시간 전에 금식하거나 달리기 전에 소량의 음식만 제공해야 합니다.
<ol><li>트레드밀을 켜고 경사를 5%-10%로 설정합니다.</li>
	<li>동물이 러닝머신에 오르자마자 시작 속도 2km/h로 런닝머신을 시작합니다.</li>
	<li>0.5km/h에 도달할 때까지 60초마다 5km/h씩 속도를 높입니다. 총 실행 시간은 15분입니다.</li>
	<li>동물이 최대 속도로 전체 시간을 달릴 수없는 경우 아래 단계를 수행하십시오.<ol><li>돼지가 선택한 속도만큼 빠르게 달리지 않으면 동물에게 속도를 늦추지 않고 더 빨리 달려야 한다는 느낌을 줄 수 있으므로 뒤에서 부드럽게 밉니다.</li>
		<li>동물을 최대 세 번 부드럽게 밀어보십시오. 그런 다음 돼지가 속도를 감당할 수 있을 때까지 한 번에 0.5km/h씩 속도를 늦춥니다. 2km/h 이하로 감속하지 마십시오.</li>
		<li>동물이 느린 속도로도 달리기를 거부하면 러닝 머신을 끄고 테스트를 중단하십시오.</li>
	</ol></li>
</ol>4. 운동 테스트 중 ECG 모니터링
<ol><li>ECG 전극( 재료 표 참조)을 견갑이나 가슴과 같이 달리는 동안 움직임이 최소화되는 해부학적 위치에 배치합니다. 알림: 운동 테스트용으로 설계된 ECG 전극을 사용하여 피부에 더 잘 접착되도록 하십시오. ECG 전극이 배치될 부위의 머리카락을 면도하는 것을 잊지 마십시오.</li>
	<li>달리는 동안 심박수 변화를 기록합니다. 참고: 우리의 경험에 따르면 ST 세그먼트 분석은 종종 움직임 및 기타 아티팩트로 인해 복잡합니다. 리듬 모니터링은 이식형 루프 레코더 또는 심박 조율기를 사용하여 수행할 수도 있습니다.</li>
</ol>5. 데이터 수집
<ol><li>속도가 바뀔 때마다 주행 거리, 총 시간 및 속도를 기록합니다. 알림: 최신 트레드밀은 다른 많은 데이터를 수집할 수 있으므로 장비의 잠재력을 최대한 활용하려면 트레드밀 설명서를 숙지하는 것이 중요합니다.</li>
	<li>절뚝거림과 같은 동물 행동의 가능한 변화에 주목하십시오. 알림: 필요한 경우 수의사에게 연락하여 동물이 필요한 진통제를 받는지 확인하십시오. 완전히 회복 될 때까지 향후 운동에서 동물을 제거하십시오.</li>
</ol>6. 시술 후 관리
<ol><li>동물이 물 지점에 접근 할 수 있는지 확인하십시오.</li>
	<li>예를 들어 간식이나 장난감으로 동물에게 보상하십시오.</li>
	<li>가능한 부작용에 대해 실행 후 30 분 동안 동물을 모니터링하십시오.</li>
</ol>

운동을 한 돼지의 운동 내성 평가

<ol>
	<li>Virani, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heart+disease+and+stroke+statistics-2020+update:+A+report+from+the+American+Heart+Association.">Heart disease and stroke statistics-2020 update: A report from the American Heart Association.</a> Circulation. 141 (9), e139 (2020).</li><li>Townsend, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidemiology+of+cardiovascular+disease+in+Europe.">Epidemiology of cardiovascular disease in Europe.</a> Nature Reviews Cardiology. 19 (2), 133-143 (2022).</li><li>Knuuti, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=2019+ESC+Guidelines+for+the+diagnosis+and+management+of+chronic+coronary+syndromes:+The+Task+Force+for+the+diagnosis+and+management+of+chronic+coronary+syndromes+of+the+European+Society+of+Cardiology+(ESC).">2019 ESC Guidelines for the diagnosis and management of chronic coronary syndromes: The Task Force for the diagnosis and management of chronic coronary syndromes of the European Society of Cardiology (ESC).</a> European Heart Journal. 41 (3), 407-477 (2020).</li><li>Yl&#228;-Herttuala, S., Baker, A. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiovascular+gene+therapy:+past,+present,+and+future.">Cardiovascular gene therapy: past, present, and future.</a> Molecular Therapy. 25 (5), 1096-1106 (2017).</li><li>Hedman, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eight-year+safety+follow-up+of+coronary+artery+disease+patients+after+local+intracoronary+VEGF+gene+transfer.">Eight-year safety follow-up of coronary artery disease patients after local intracoronary VEGF gene transfer.</a> Gene Therapy. 16 (5), 629-634 (2009).</li><li>Rosengart, T. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+follow-up+of+a+phase+1+trial+of+angiogenic+gene+therapy+using+direct+intramyocardial+administration+of+an+adenoviral+vector+expression+the+VEGF121+cDNA+for+the+treatment+of+diffuse+coronary+artery+disease.">Long-term follow-up of a phase 1 trial of angiogenic gene therapy using direct intramyocardial administration of an adenoviral vector expression the VEGF121 cDNA for the treatment of diffuse coronary artery disease.</a> Human Gene Therapy. 24 (2), 203-208 (2013).</li><li>Muona, K., M&#228;kinen, K., Hedman, M., Manninen, H., Yl&#228;-Herttuala, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=10-year+safety+follow-up+in+patients+with+local+VEGF+gene+transfer+to+ischemic+lower+limb.">10-year safety follow-up in patients with local VEGF gene transfer to ischemic lower limb.</a> Gene Therapy. 19 (4), 392-395 (2012).</li><li>Leikas, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+safety+and+efficacy+of+intramyocardial+adenovirus-mediated+VEGF-D&#916;N&#916;C+gene+therapy+eight-year+follow-up+of+phase+I+KAT301+study.">Long-term safety and efficacy of intramyocardial adenovirus-mediated VEGF-D&#916;N&#916;C gene therapy eight-year follow-up of phase I KAT301 study.</a> Gene Therapy. 29 (5), 289-293 (2022).</li><li>Telukuntla, K. S., Suncion, V. Y., Schulman, U. H., Hare, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+advancing+field+of+cell-based+therapy:+insights+and+lessons+from+clinical+trials.">The advancing field of cell-based therapy: insights and lessons from clinical trials.</a> Journal of the American Heart Association. 2 (5), e000338 (2013).</li><li>Yl&#228;-Herttuala, S., Bridges, C., Katz, M. G., Korpisalo, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Angiogenic+gene+therapy+in+cardiovascular+diseases:+dream+or+vision.">Angiogenic gene therapy in cardiovascular diseases: dream or vision.</a> European Heart Journal. 38 (18), 1365-1371 (2017).</li><li>L&#228;hteenvuo, J., Yl&#228;-Herttuala, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+and+challenges+in+cardiovascular+gene+therapy.">Advances and challenges in cardiovascular gene therapy.</a> Human Gene Therapy. 28 (11), 1024-1032 (2017).</li><li>Ross, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Importance+of+assessing+cardiorespiratory+fitness+in+clinical+practice:+a+case+for+fitness+as+a+clinical+vital+sign:+a+scientific+statement+from+the+American+Heart+Association.">Importance of assessing cardiorespiratory fitness in clinical practice: a case for fitness as a clinical vital sign: a scientific statement from the American Heart Association.</a> Circulation. 134 (24), e653-e699 (2016).</li><li>Sietsema, K. E., Stringer, W. W., Sue, D. Y., Ward, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Wasserman &amp; Whipp's Principles of Exercise Testing and Interpretation. 6th. , (2021).</li><li>Darmadi, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exercise-induced+sustained+ventricular+tachycardia+without+structural+heart+disease:+a+case+report.">Exercise-induced sustained ventricular tachycardia without structural heart disease: a case report.</a> The American Journal of Case Reports. 21, e928242 (2020).</li><li>Casella, G., Pavesi, P. C., Sangiorgio, P., Rubboli, A., Bracchetti, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exercise-induced+ventricular+arrhythmias+in+patients+with+healed+myocardial+infarction.">Exercise-induced ventricular arrhythmias in patients with healed myocardial infarction.</a> International Journal of Cardiology. 40 (3), 229-235 (1993).</li><li>Gimeno, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exercise-induced+ventricular+arrhythmias+and+risk+of+sudden+cardiac+death+in+patients+with+hypertrophic+cardiomyopathy.">Exercise-induced ventricular arrhythmias and risk of sudden cardiac death in patients with hypertrophic cardiomyopathy.</a> European Heart Journal. 30 (21), 2599-2605 (2009).</li><li>Lelovas, P. P., Kostomitsopoulos, N. G., Xanthos, T. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparative+anatomic+and+physiologic+overview+of+the+porcine+heart.">A comparative anatomic and physiologic overview of the porcine heart.</a> Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 53 (5), 432-438 (2014).</li><li>Korpela, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=AAV2-VEGF-B+gene+therapy+failed+to+induce+angiogenesis+in+ischemic+porcine+myocardium+due+to+inflammatory+responses.">AAV2-VEGF-B gene therapy failed to induce angiogenesis in ischemic porcine myocardium due to inflammatory responses.</a> Gene Therapy. 29 (10-11), 643-652 (2022).</li><li>Swindle, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Swine in the Laboratory: Surgery, Anesthesia, Imaging, and Experimental Techniques. 2nd edition. , (2007).</li><li>Poole, D. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guidelines+for+animal+exercise+and+training+protocols+for+cardiovascular+studies.">Guidelines for animal exercise and training protocols for cardiovascular studies.</a> American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 318 (5), H1100-H1138 (2020).</li></ol>

저자는 이해 상충을 선언하지 않습니다.

이 대규모 동물 운동 테스트는 클리닉에서 사용되는 테스트를 모방하여 전임상 연구와 임상 시험 간의 종점 격차를 줄입니다. 폐쇄성 동맥경화증, 심부전, 허혈성 심장질환 등 중증 심혈관질환에 대한 새로운 치료법의 효능을 평가하는 데 적용할 수 있다. 이 프로토콜에 적용되는 시점은 테스트된 치료에 따라 다를 수 있습니다. 이 프로토콜은 대형 동물에 대한 오랜 경험을 바탕으로 표준화되었?...

만성 심혈관 질환은 전 세계적으로 사망률과 이환율의 중요한 원인입니다 1,2. 현재의 치료법이 대다수의 환자에게 효과적이지만, 예를 들어 확산성 만성 질환이나 동반 질환으로 인해 많은 사람들이 여전히 현재 치료법의 혜택을 받을 수 없습니다. 또한, 일부 환자의 경우 이용 가능한 치료법으로 심장 증상이 완화되지 않고 최적의 의학적 치료에도 불구하고 심혈관 질환이 진행된다3. 따라서 중증 심혈관 질환에 대한 새로운 치료 옵션을 개발할 필요성이 분명합니다.
지난 몇 년 동안 이러한 표적을 조작하는 새로운 분자 경로와 방법이 발견되어 유전자 치료, 세포 치료 및 기타 새로운 치료법이 중증 심혈관 질환 치료를 위한 현실적인 옵션이 되었습니다4. 그러나 유망한 전임상 결과 이후 많은 심혈관 응용 프로그램이 임상 시험에서 기대치를 충족시키지 못했습니다. 임상 시험에서 낮은 효능에도 불구하고, 몇몇 시험은 새로운 치료법 5,6,7,8,9의 우수한 안전성 프로파일을 확립했다. 따라서 환자에게 새로운 심혈관 요법을 제공하려면 임상적 효능을 예측할 수 있는 전임상 연구에서 개선된 접근 방식과 더 나은 전임상 모델, 연구 환경 및 종점이 필요합니다.
동물 모델에서 강조점은 일반적으로 조직학적 절편에서 계산된 모세혈관의 수와 면적 또는 휴식 시 및 약리학적 스트레스 하에서 좌심실 영상의 매개변수와 같이 쉽게 정량화할 수 있는 종점에 있었습니다. 임상 시험에서 운동 내성 또는 증상 완화와 같은 많은 평가변수가 보다 주관적이었다4. 따라서 전임상 연구 및 임상 시험의 종점은 응용 요법의 다양한 측면을 측정할 가능성이 높습니다. 예를 들어, 혈관 양의 증가가 항상 더 나은 관류, 심장 기능 또는 운동 내성과 관련이 있는 것은 아닙니다. 그럼에도 불구하고, 성공적인 치료적 접근법을 개발하기 위해서는 두 가지 유형의 종점모두 필요하다 10. 그러나 주요 목표는 항상 증상을 완화하고 환자의 예후와 삶의 질을 향상시키는 것입니다. 이를 위해서는 전임상 연구와 임상 연구 간에 종말점 측정이 더 잘 일치해야 한다4.
심폐 건강은 지속적인 신체 활동 중에 산소를 공급하는 순환계 및 호흡계의 능력을 반영하므로 개인의 기능적 능력을 정량화합니다. 기능적 능력은 심혈관 및 모든 원인으로 인한 사망 위험에 대한 강력하고 독립적인 예측 인자이기 때문에 주요 예후 지표이다11. 심폐 기능의 개선은 사망 위험 감소와 관련이 있다12. 운동 검사는 심혈관 질환의 유산소 성능 및 치료 반응을 평가하는 데 적합합니다. 가용성에 따라 테스트는 자전거 에르고 미터 또는 러닝 머신에서 수행됩니다. 분당 작업량의 점진적인 증가가 일반적으로 사용되며 급격한 증가는 피할 수 있습니다. 이것은 선형 생리적 반응으로 이어집니다. 운동 테스트에서 가장 중요한 변수에는 총 운동 시간, 달성한 대사 등가물(MET), 심박수, QRS 복합체(Q, R 및 S파)와 T파(ST 세그먼트) 사이의 심전도(ECG) 라인의 변화가 포함됩니다. 임상적 스트레스 테스트는 비용이 저렴하고 쉽게 접근할 수 있다13. 이러한 이유로 6분 걷기 테스트와 같은 스트레스 테스트는 클리닉에서 널리 사용되어 왔으며 새로운 치료법의 전임상 평가에도 사용해야 합니다.
우리가 아는 한, 유전자 요법 또는 다른 새로운 치료법의 기능적 효능을 평가하기 위한 잘 설명된 대형 동물 모델은 없습니다. 따라서 임상적으로 관련된 운동 테스트는 전임상 환경에서 이러한 새로운 치료법의 효율성을 평가하기 위한 훌륭한 관점을 제공합니다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Defibrillator</td>
			<td>Zoll M series</td>
			<td>TO9K116790</td>
			<td>All portable defribrillators will work</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Defibrillator pads</td>
			<td>Philips</td>
			<td>M3713A</td>
			<td>All pads work, as long as the pads are compatible with the defibrillator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ECG electrodes</td>
			<td>Several providers</td>
			<td></td>
			<td>Prefer ECG electrodes designed for exercise tests</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Loop recorder</td>
			<td>Abbott Oy</td>
			<td>DM3500</td>
			<td>Optional for rhythm monitoring</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Patient monitor</td>
			<td>Schiller Argus LCM Plus</td>
			<td>7,80,05,935</td>
			<td>All portable ecg monitors will work</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pigs</td>
			<td>Emolandia Oy</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Treadmill</td>
			<td>NordicTrack</td>
			<td></td>
			<td>All treadmills with adjustable incline and speed are suitable for the exercise test.&#160; The treadmill should be as long and wide as possible.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound system</td>
			<td>Philips EPIQ 7 ultrasound</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Various building materials</td>
			<td>Several providers</td>
			<td></td>
			<td>For building fences, ramps and gates according to the Figure 1 and Figure 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Various treats for the animals</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

exercise test for evaluation of the functional efficacy of the pig cardiovascular system

치료의 발전에도 불구하고 심혈관 질환은 여전히 전 세계적으로 사망률과 이환율의 가장 큰 원인 중 하나입니다. 유전자 치료 기반 치료 혈관신생은 최적의 약물 요법과 침습적 절차에도 불구하고 심각한 증상이 있는 환자를 치료하기 위한 유망한 접근 방식입니다. 그러나 많은 유망한 심혈관 유전자 치료 기술은 임상 시험에서 기대치를 달성하지 못했습니다. 한 가지 설명은 효능을 측정하는 데 사용되는 전임상 및 임상 종점 간의 불일치입니다. 동물 모델에서는 일반적으로 조직학적 절편에서 계산된 모세혈관의 수 및 면적과 같이 쉽게 정량화할 수 있는 종말점에 중점을 두었습니다. 사망률과 이환율 외에도 임상 시험의 종점은 운동 내성 및 삶의 질과 같은 주관적입니다. 그러나 전임상 및 임상 종점은 응용 요법의 다른 측면을 측정할 가능성이 높습니다. 그럼에도 불구하고 성공적인 치료 접근법을 개발하려면 두 가지 유형의 종점이 모두 필요합니다. 클리닉에서 주요 목표는 항상 환자의 증상을 완화하고 예후와 삶의 질을 향상시키는 것입니다. 전임상 연구에서 더 나은 예측 데이터를 얻으려면 종점 측정이 임상 연구의 측정과 더 잘 일치해야 합니다. 여기에서는 돼지의 임상적으로 관련된 트레드밀 운동 테스트를 위한 프로토콜을 소개합니다. 이 연구의 목표는 (1) 유전자 요법 및 기타 새로운 치료법의 안전성과 기능적 효능을 평가하는 데 사용할 수 있는 돼지에 대한 신뢰할 수 있는 운동 테스트를 제공하고 (2) 전임상 연구와 임상 연구 간의 종점을 더 잘 일치시키는 것입니다.

Chronic cardiovascular diseases are significant causes of mortality and morbidity worldwide1,2. Although current treatments are effective for the majority of patients, many still cannot benefit from the current therapies due to, for example, diffuse chronic disease or comorbidities. In addition, in some patients, cardiac symptoms are not relieved by the available treatments, and their cardiovascular disease progresses despite optimal medical therapy3. Thus, there is a clear need to develop novel treatment options for severe cardiovascular diseases.
During the past several years, new molecular pathways and ways to manipulate these targets have been discovered, making gene therapy, cell therapy, and other novel therapies a realistic option for treating severe cardiovascular diseases4. However, after promising preclinical results, many cardiovascular applications have failed to fulfill expectations in clinical trials. In spite of the poor efficacy in clinical trials, several trials have established good safety profiles of novel therapies5,6,7,8,9. Thus, bringing new cardiovascular therapies to patients will require improved approaches and better preclinical models, study settings, and endpoints in preclinical studies that can predict clinical efficacy.
In animal models, the emphasis has usually been on easily quantifiable endpoints, such as the number and area of capillary vessels calculated from histological sections or parameters from left ventricle imaging at rest and under pharmacological stress. In clinical trials, many endpoints have been more subjective, such as exercise tolerance or symptom relief4. Thus, it is likely that the endpoints in preclinical studies and clinical trials measure different aspects of the applied therapy. For example, an increase in the quantity of blood vessels does not always correlate with better perfusion, cardiac function, or exercise tolerance. Nevertheless, both types of endpoints are required to develop successful therapeutic approaches10.&#160;Still, the main goal is always to alleviate symptoms and to improve the patient&#39;s prognosis and quality of life. To achieve this, endpoint measurements must be better matched between preclinical and clinical studies4.
Cardiorespiratory fitness reflects the ability of the circulatory and respiratory systems to provide oxygen during sustained physical activity, and thus it quantifies the functional capacity of an individual. Functional capacity is a key prognostic marker as it is a strong independent predictor for the risk of cardiovascular and all-cause mortality11. Improvements in cardiorespiratory fitness are associated with a reduced risk of mortality12. Exercise tests are suitable for evaluating aerobic performance and treatment responses in cardiovascular diseases. Depending on the availability, tests are performed on a bicycle ergometer or a treadmill. A gradual increase in the workload per minute is usually used, and abrupt increases are avoided; this leads to a linear physiological response. The most important variables in the exercise tests include the total exercise time, metabolic equivalents (METs) achieved, heart rate, and changes on an electrocardiogram (ECG) line between the QRS complex (Q, R, and S waves) and T-wave (ST segment). Clinical stress tests have low costs and are easily accessible13. For these reasons, stress tests, such as the 6 min walking test, have been widely used in clinics and should also be used in the preclinical evaluation of new therapies.
To our knowledge, there are no well-described large animal models for evaluating the functional efficacy of gene therapy or other novel therapies. Therefore, the clinically relevant exercise test provides an excellent perspective for evaluating the efficiency of these new therapies in the preclinical setting.

저자 스포트라이트: Pig Cardiovascular System의 기능적 효능 평가를 위한 운동 테스트  

돼지 심혈관계 기능적 효능 평가를 위한 운동시험

The aim of the study is to provide a reliable exercise test for pigs that can be used to evaluate the safety and functional efficacy of gene therapy and other novel therapies. Usually, cardiovascular animal studies emphasize easily quantifiable endpoints just as capillary area calculated from the histological sections. In contrast, clinical studies use more subjective endpoints such as excess tolerance.This protocol better matches the endpoints between pre-clinical and clinical studies. The previously published methods with longer running sessions aim to evaluate chronic exercise adaptations, whereas the presented method is more suitable for evaluating cardio respiratory fitness.

이 프로토콜로 성공하려면 큰 동물과 함께 일한 경험이 있어야 합니다. 연구자들은 동물이 피로 또는 동기 부여 부족으로 인해 달리기를 멈추는지 평가할 수 있어야 합니다. 속도와 거리를 기록하면 이를 평가하는 데 도움이 될 수 있는데, 일반적으로 동기 부여가 부족한 동물은 달리기를 완전히 멈추는 반면 피곤한 동물은 속도를 늦춘 후에도 계속 달리기를 하기 때문입니다(그림...

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본 프로토콜은 전임상 환경에서 새로운 치료법의 효율성을 평가하기 위한 심혈관계의 기능적 능력을 평가하기 위한 대규모 동물 운동 테스트 모델을 설명합니다. 임상 운동 테스트와 비슷합니다.

Despite the progress in treatments, cardiovascular diseases are still one of the biggest causes of mortality and morbidity worldwide. Gene therapy-based ...

이 연구의 목적은 유전자 요법 및 기타 새로운 치료법의 안전성과 기능적 효능을 평가하는 데 사용할 수 있는 신뢰할 수 있는 운동 테스트를 돼지에게 제공하는 것입니다. 일반적으로 심혈관 동물 연구는 조직학적 섹션에서 계산된 모세혈관 면적과 같이 쉽게 정량화할 수 있는 종점을 강조합니다. 대조적으로, 임상 연구는 과도한 내성과 같은 보다 주관적인 종점을 사용합니다.이 프로토콜은 전임상 연구와 임상 연구 간의 종점을 더 잘 일치시킵니다. 이전에 발표된 장기 실행 세션의 방법은 만성 운동 적응을 평가하는 것을 목표로 하는 반면, 제시된 방법은 심폐 건강을 평가하는 데 더 적합합니다.

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Research

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Genetics

Exercise Test for Evaluation of the Functional Efficacy of the Pig Cardiovascular System

977 조회수.  University of Eastern Finland. 이 연구의 목적은 유전자 요법 및 기타 새로운 치료법의 안전성과 기능적 효능을 평가하는 데 사용할 수 있는 신뢰할 수 있는 운동 테스트를 돼지에게 제공하는 것입니다. 일반적으로 심혈관 동물 연구는 조직학적 섹션에서 계산된 모세혈관 면적과 같이 쉽게 정량화할 수 있는 종점을 강조합니다. 대조적으로, 임상 연구는 과도한 내성과 같은 보다 주관적인 종점을 사용합니...

비디오: 저자 스포트라이트: Pig Cardiovascular System의 기능적 효능 평가를 위한 운동 테스트  

Despite the progress in treatments, cardiovascular diseases are still one of the biggest causes of mortality and morbidity worldwide. Gene therapy-based therapeutic angiogenesis is a promising approach for treating patients with significant symptoms, despite optimal pharmacological therapy and invasive procedures. However, many promising cardiovascular gene therapy techniques have failed to accomplish expectations in clinical trials. One explanation is a mismatch between preclinical and clinical endpoints used to measure efficacy. In animal models, the emphasis has usually been on easily quantifiable endpoints, such as the number and area of the capillary vessels calculated from histological sections. Apart from mortality and morbidity, endpoints in clinical trials are subjective, such as exercise tolerance and quality of life. However, the preclinical and clinical endpoints likely measure different aspects of the applied therapy. Nevertheless, both types of endpoints are required to develop successful therapeutic approaches. In clinics, the main goal is always to alleviate patients' symptoms and improve their prognosis and quality of life. To achieve better predictive data from preclinical studies, endpoint measurements must be better matched to those in clinical studies. Here, we introduce a protocol for a clinically relevant treadmill exercise test in pigs. This study aims to: (1) provide a reliable exercise test in pigs that can be used to evaluate the safety and functional efficacy of gene therapy and other novel therapies, and (2) better match the endpoints between preclinical and clinical studies.

The present protocol describes a large animal exercise test model to assess the functional capacity of the cardiovascular system for evaluating the efficiency of new therapies in the preclinical setting. It is comparable to a clinical exercise test.

연구

유전학

Evaluation of Exercise Tolerance of Pigs Subjected to Exercise Test: Track Setup and Pig Exercise Monitoring

To begin, set up a one-way running track using gates and hinges to prevent the back movement of the pigs. Place a sheet of transparent plastic as a front wall to the treadmill. Place an ECG monitor and a defibrillator next to the treadmill.Let the pigs acclimatize to the setup by keeping the gates open so that they can walk free on the track and explore the environment. When the animals have adjusted, turn the treadmill on and let the animals run for short durations, such as seven minutes. Place ECG electrodes in low movement locations on the pig's body, such as the scapulas or the chest.Turn the treadmill on and set the incline at 5 to 10%Begin with a speed of two kilometers per hour when the animal is on the treadmill. Increase the speed by 0.5 kilometers per hour every minute until five kilometers per hour is attained. If the animal is not running at the desired speed, give it a gentle nudge from the back.Record the heart changes during the run. Record the run distance, total time, and speed every time the speed is changed. The animals lacking motivation stopped running completely, whereas the fatigued animals reduced their speed, but kept running.Exercise tolerance was lower in the animals with reduced ejection fractions resulting in reduced speed throughout the exercise. ECG showed a heart rate of 176 beats per minute three minutes after beginning the test. The heartbeat increased to 250 beats per minute, 10 minutes after running.