Name: a computerized test battery to study pharmacodynamic effects on the central nervous system of cholinergic drugs in early phase drug development
Uploaded: 2019-02-11T13:40:00
Duration: 7 min 2 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Computerized Test Battery to Study Pharmacodynamic Effects on the Central Nervous System of Cholinergic Drugs in Early Phase Drug Development at JoVE.com

De auteurs hebben geen bevestigingen.

Elke onafhankelijke studie met behulp van deze testbatterij werd goedgekeurd door onafhankelijke ethische commissies, namelijk ofwel het 'medische ethiek Comité van het Leiden University Medical Centre', Leiden, Nederland, of de ' Stichting Beoordeling Ethiek Biomedisch Onderzoek, Assen, Nederland.
1. geautomatiseerde Test batterij evaluaties
Opmerking: De testbatterij moet worden uitgevoerd onder gecontroleerde omstandigheden (bijvoorbeeld, lichtintensiteit, kamertemperatuur en achtergrondgeluiden) om te minimaliseren van de invloed van exogene factoren op de resultaten van het onderwerp. Tests die kunnen herhaaldelijk worden uitgevoerd moeten ten minste eenmaal vóór drug administratie om te dienen als basislijn worden toegediend. De Tabel van materialen geeft een overzicht van de materialen en uitrusting van de testbatterij.
<ol><li>Adaptieve tracking test
	<ol>
<li>Zet de macht van de testcomputer voor de batterij en zet de computer en schermen.</li>
		<li>Plaats het onderwerp voor het computerscherm (onderwerp) en een joystick.</li>
		<li>Controle die is de beste hand van het onderwerp en de joystick dienovereenkomstig aan te passen.</li>
		<li>Instrueer het onderwerp te houden van de joystick als een pen, met de arm rustend op tafel.</li>
		<li>Start het testscript via het geïnstalleerde programma.</li>
		<li>Vul de gevraagde specificaties zoals onderwerp en bestuderen van nummer.</li>
		<li>Het uitvoeren van de test door te klikken op 'start' op het scherm van de assistent test.</li>
		<li>Bewaken van de prestaties van het onderwerp op het scherm van de assistent test en aanmoedigen van het onderwerp te houden van de kring rond de stip als het onderwerp mag moeilijkheid factor 2 niet overschrijden.</li>
	</ol></li>
	<li>Saccadic eye verkeer en glad uitoefening test Opmerking: De elektroden van de beweging van de ogen moeten worden gekoppeld aan de sites die zijn opgegeven in het protocol van de klinische studie gebaseerd op het 10-20-stelsel van de Internationale Federatie van verenigingen voor elektro-encefalografie en klinische neurofysiologie.<ol>
<li>Het identificeren van de buitenste canthus voor het rechter oog (dat wil zeggen, de hoek aan de buitenste einde van de kloof tussen de oogleden).</li>
		<li>Herhaal deze procedure voor het linker oog.</li>
		<li>Bepaal de plaats voor de grond elektrode 2 cm boven de nasion (dat wil zeggen, de hoofdmap van de neus).</li>
		<li>Grondig wrijf de sites van de oog-elektroden met behulp van een huid van de katoen-wipe reinigende gel voor bioelectrische meting (zie stap 3.1) te verminderen de impedantie van de huid, en gebruik een katoenen-wisp-stok.</li>
		<li>Wees voorzichtig niet te abrade van de huid, maar niet te zacht wrijven. Veeg weg de residuele gel met een gaas.</li>
		<li>Toepassing van de drie zelfklevende elektroden op de voorbereide sites.</li>
		<li>Sluit de kabels aan het oog elektroden. Leg je hand achter de pers-knop van de elektrode te verhinderen duwen in de huid.</li>
		<li>Direct de draden langs de oren over de schouder van het onderwerp om te voorkomen dat de draden hangen voor de ogen.</li>
		<li>Sluit de drie draden in de elektrode impedantie meter.</li>
		<li>Controleer de impedantie in het display: als de impedantie meer dan 5 kΩ is, controleert de kwaliteit van de elektrode-gehechtheid.</li>
		<li>Het onderwerp sluit aan op het oog systeem voor de meting van de beweging door alle elektroden inpluggen in de telefector en sluit de kabel aan op de versterker.</li>
		<li>Instrueer het onderwerp te plaatsen van het hoofd op de hoofdsteun en ontspannen, volg het licht op het scherm door het bewegen van de ogen, en het hoofd niet te verplaatsen.</li>
		<li>Start het testscript via het geïnstalleerde programma. Vul de gevraagde specificaties zoals onderwerp en bestuderen van nummer.</li>
		<li>Start de test door op de spatiebalk te drukken op de "go" instructie op het scherm van de assistent test.</li>
	</ol></li>
	<li>Bond en Lader VAS
	<ol>
<li>Instrueer het onderwerp te scoren ze ondervinden hoe momenteel met behulp van de muis ter gelegenheid van de visuele analoge lijn gepresenteerd op het scherm.</li>
		<li>Met deze opdracht kunt u het onderwerp geven op dat de meest extreme punten op de lijn de meest extreme sensatie denkbaar vertegenwoordigen.</li>
		<li>Start het testscript via het geïnstalleerde programma. Vul de gevraagde specificaties zoals onderwerp en bestuderen van nummer.</li>
		<li>Instrueer het onderwerp start de test door de muis te klikken.</li>
	</ol></li>
	<li>Lichaam sway Opmerking: Onderwerpen moeten het dragen van platte schoenen tijdens deze test. Geen instructies of andere stimuli worden gepresenteerd op het computerscherm.<ol>
<li>Vraag het onderwerp te staan voor de computer, met een afstand tussen de voeten van ongeveer 10 cm, en de armen naast het lichaam hangen.</li>
		<li>Bevestig het koord dat afkomstig van de potentiometer ingebouwd in de testcomputer voor de batterij op de taille van de vrijwilliger (bijvoorbeeld, de riem of broek is) met behulp van de clip aan het einde van de tekenreeks.</li>
		<li>De hoogte van de tabel met de computer op het aanpassen totdat de tekenreeks horizontaal is; een maximale afwijking van 5 ° is aanvaardbaar. Vraag het onderwerp om zijn of haar ogen te sluiten.</li>
		<li>Start het testscript via het geïnstalleerde programma. Vul de gevraagde specificaties zoals onderwerp en bestuderen van nummer.</li>
		<li>Start de test door te klikken op 'Lichaam Sway bemonstering sessie starten' op de computerscherm van de assistent van de test.</li>
	</ol></li>
	<li>VVLT Opmerking: De vrijwilligers zijn niet toegestaan te schrijven woorden op elk gewenst moment tijdens de gehele testprocedure.<ol>
<li>Instrueer het onderwerp dat het onderwerp tijdens de volgende automatische (visuele) presentatie van de woorden, de woorden zou moeten noemen, wanneer ze worden weergegeven en hen herinneren, en dat aan het einde van de lijst, alle woorden die worden teruggeroepen genoemd moest worden, elk woord slechts eenmaal.</li>
		<li>Start het testscript via het geïnstalleerde programma. Vul de gevraagde specificaties zoals onderwerp en bestuderen van nummer.</li>
		<li>Instrueer het onderwerp te lezen van de schriftelijke instructies op het scherm weergegeven.</li>
		<li>Vertel het onderwerp dat de test wordt gestart wanneer het onderwerp op de SPATIEBALK drukt.</li>
		<li>Opnemen van de teruggeroepen woorden (corrigeren, onjuist, en woorden meerdere keren genoemd) door te klikken op de teruggeroepen woorden op het scherm van de assistent test.</li>
	</ol></li>
	<li>Farmaco-EEG Opmerking: De elektroden moeten worden gekoppeld aan de sites die zijn opgegeven in het protocol, en locaties zijn gebaseerd op de 10-20-stelsel van de Internationale Federatie van verenigingen voor elektro-encefalografie en klinische neurofysiologie.<ol>
<li>Meten en identificeren van de exacte locatie van de elektroden op het hoofd van het onderwerp.</li>
		<li>Grondig wrijf de site met behulp van een katoen-wipe stick en de huid reinigen gel te verlagen van de impedantie van de huid. Wees voorzichtig niet te abrade van de huid, maar niet te zacht wrijven.</li>
		<li>Staan achter het onderwerp en de elektroden hechten aan de gereinigde sites. Werken van achter naar voren.</li>
		<li>Gebracht van het GLB van de elektrode door middel van de doos met plakken en veeg weg de rest door het GLB langs de rand van het vak. Opmerking: Het GLB moet volledig gevuld maar niet overladen met pasta.</li>
		<li>Druk op de elektrode op de gereinigde site door het verspreiden van hoofdhaar, indien nodig. Druk op de elektrode op de huid en wees voorzichtig dat zo weinig haren mogelijk onder de elektrode zijn.</li>
		<li>Zet de draad van de elektrode over de schouder van het onderwerp in de schoot van het onderwerp.</li>
		<li>Gebruik een klein stukje van haar bij het herstellen van de elektrode met de pasta (die blijkt uit de opening van het elektrode-GLB), en een extra stuk van haar (in een rechte hoek naar het andere stuk) met enkele plakken aan het verder vaststellen van de elektrode aan de huid.</li>
		<li>Controleer of de impedances van de elektrode onder 5 kΩ en pas indien nodig.</li>
		<li>Tape gebruiken voor het bundelen van de draden en fixeren van de bundel aan de kleding van het onderwerp.</li>
		<li>Sluit de draden van de elektrode aan de opname-apparatuur.</li>
		<li>Open het EEG-programma op de computer.</li>
		<li>Het onderwerp om te ontspannen en zal niet bewegen of spreken voor de meetperiode instrueren.</li>
		<li>Geef het onderwerp van het onderwerp ogen te sluiten.</li>
		<li>Start het testscript via het geïnstalleerde programma.</li>
	</ol></li>
</ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Beoordeling</td>
			<td>Domein</td>
			<td colspan="2">Beschrijving</td>
			<td colspan="2">Resultaat waarden</td>
			<td>Bijzonderheden</td>
		</tr>
<tr>
<td>Adaptieve tracking test</td>
			<td>Visuo-motor coördinatie, waakzaamheid</td>
			<td colspan="2">Een cirkel beweegt willekeurig over het computerscherm. 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. De snelheid wordt verminderd als de proefpersoon de stip in de cirkel kan toch niet blijven.</td>
			<td colspan="2">Percentage van de tijd correct bijgehouden</td>
			<td>Beheer tijd: 4 minuten</td>
		</tr>
<tr>
<td>Saccadic verkeer oogtest</td>
			<td>Saccadic oogbewegingen</td>
			<td colspan="2">Het onderwerp is vereist voor het volgen van een lichtbron met alleen de ogen, die horizontaal op een scherm op 58 cm afstand beweegt. De lichtbron springt van links naar rechts voor meting van saccadic oogbewegingen.</td>
			<td colspan="2">Percentage van de tijd van het onderwerp ogen zijn in soepele nastreven van de doelstelling voor elke stimulans snelheid en voor elke stimulans frequentie</td>
			<td>Beheer tijd: 2 minuten.</td>
		</tr>
<tr>
<td>Goede uitoefening test</td>
			<td>Goede uitoefening</td>
			<td colspan="2">Het onderwerp is vereist voor het volgen van een lichtbron met alleen de ogen, die horizontaal op een scherm op 58 cm afstand beweegt. De lichtbron beweegt zich voortdurend voor meting van soepele nastreven.</td>
			<td colspan="2">Piek snelheid (deg/s), reactietijd (s), springen grootte (deg), primaire saccadic doorbuiging (deg) en onnauwkeurigheid (%) worden berekend voor elke saccadic oog verplaatsing</td>
			<td>Beheer tijd: 2 minuten.</td>
		</tr>
<tr>
<td>Lichaam sway test</td>
			<td>Posturale controle in een enkel vliegtuig</td>
			<td colspan="2">Het onderwerp wordt verzocht stil te staan, met de ogen gesloten terwijl op de meter aangesloten door middel van een koord. De voeten moeten ongeveer 10 cm deel en de handen in een ontspannen positie langs het lichaam.</td>
			<td colspan="2">Antero-posterior beweging in mm</td>
			<td>Beheer tijd: 2 minuten.</td>
		</tr>
<tr>
<td>Visueel analoge schalen (B & L)</td>
			<td>Subjectieve beoordeling van alertheid, stemming, kalmte</td>
			<td colspan="2">Proefpersonen zijn gevraagd om aan te geven hoe zij voelen betreffende een specifieke staat door te klikken op een lijn van 100 mm, geflankeerd door twee tegenovergestelde bijvoeglijke naamwoorden (bijvoorbeeld suf - wakker). De test bestaat uit 16 onderdelen (d.w.z. lijnen).</td>
			<td colspan="2">Alle scores worden gemeten in mm, vanaf het begin van de lijn aan de linkerkant naar het punt waar het merk geproduceerd door het onderwerp de lijn kruist. De score vertegenwoordigt het bijvoeglijk naamwoord aan de rechterkant van de lijn (bijvoorbeeld een hogere score op een schaal gemarkeerd wakker - slaperig geeft aan dat het onderwerp drowsier voelt). Samengestelde scores voor de drie domeinen worden berekend: de samengestelde score voor alertheid is samengesteld uit negen scores, sfeer van vijf en kalmte van twee.</td>
			<td>Beheer tijd: 2 minuten.</td>
		</tr>
<tr>
<td>Visuele verbal learning test</td>
			<td>Leren, korte- en lange termijn geheugen, ophalen</td>
			<td colspan="2">Onderwerpen zijn 30 woorden gepresenteerd in drie opeenvolgende woord proeven, dat wil zeggen woord leren test. Uitkomst van het experiment eindigt met een vrije recall van de gepresenteerde woorden (onmiddellijke Recall - een test om te bepalen van verwerving en consolidatie van informatie). Ongeveer 30 minuten na start van de eerste proef, wordt het onderwerp gevraagd om het intrekken van zo veel mogelijk woorden als mogelijk (Delayed Recall - deze test maatregelen actieve ophalen uit het lange termijn geheugen). Onmiddellijk daarna, het onderwerp een geheugentest erkenning, die bestaat ondergaat uit 15 gepresenteerd woorden en 15 'afleiders' (vertraagd erkenning - testen geheugenopslag).</td>
			<td colspan="2">Per proef worden een totale nummer correct, totale aantal onjuiste en totale aantal verdubbeld geregistreerd. Voor de erkenning trial, worden totaal aantal juiste, totale aantal onjuiste en reactietijd (en SD van RT) geregistreerd.</td>
			<td>Administratie-tijd: 10 minuten</td>
		</tr>
<tr>
<td>Farmaco-EEG</td>
			<td>kwantitatieve, cerebrale EEG-activiteit</td>
			<td colspan="2">Proefpersonen worden gevraagd om te ontspannen en afhankelijk van het protocol houden hun ogen open of gesloten.</td>
			<td colspan="2">Voor elke lead (frontale lood: frontale (Fz) - centrale (Cz), centrale leiding: Cz - pariëtale (Pz), pariëtale lood: Pz - occipitale (Oz)), snelle Fourier-transformatie-analyse wordt uitgevoerd met het oog op de som van amplitudes in de delta-(2-4 Hz), (4-7,5 Hz) theta, alpha-(7.5-13,5 Hz), bèta-(13,5-35 Hz) en gamma-(35-48.9 Hz) frequentie varieert</td>
			<td>Beheer tijd: 4 minuten</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 1: beschrijving en specificaties van de evaluaties. Beschrijving van de specifieke kenmerken van de afzonderlijke tests, met inbegrip van een beschrijving van het domein dat wordt getest de administratie en tijd specifieke uitkomst variabelen.

De auteurs hebben niets te onthullen.

Bewijs van farmacodynamische werking is de sleutel in de ontwikkeling van de drug van de vroege fase, zoals het rechtvaardigt de volgende stap van de invoering van een nieuwe drug in grotere aantallen patiënten34. In het geval van geneesmiddelen die zijn ontwikkeld om actief in het VNV is het vooral belangrijk om te laten zien van de effecten die duiden op een penetratie van de bloed - hersen barrière-35. Hoewel een Lumbaalpunctie nadat een onderwerp heeft ontvangen van de drug vaak als een proxy voor bloed - hersen barrière penetratie gekozen wordt, het is een invasieve en belastende techniek en bovendien de aanwezigheid van de drug in de cerebrospinale vloeistof (CSF) activering is niet gelijk van de drug door binding aan de doelgroep in de hersenen.
Fase I studies zijn traditioneel data-intensieve studies, met meerdere reeksen van evaluaties in nauwe opvolging, karakteriseren de farmacokinetische en farmacodynamische Profiel van een nieuw geneesmiddel. Geneesmiddelen die in het VNV werken zijn waarschijnlijk invloed op meer dan één neuropsychologische en/of neurofysiologische domein, zoals verschillende receptoren vaak niet slechts in een enkele hersenen regio liggen. De belangrijkste nicotinerge receptoren die betrokken zijn bij de cognitie bevinden zich in de prefrontale, motor en Entorinale cortices, en met lagere dichtheid, in de cingularis en temporele cortex, de thalamus en de basale ganglia36. Een enkele hersenen regio is bovendien vaak verbonden met meerdere andere hersenen regio's37.
Dus, de geautomatiseerde test batterij kern bestaat uit een reeks gevoelige tests, waarvan de samenstelling kan worden gewijzigd (dat wil zeggen, tests kunnen worden toegevoegd of verwijderd van de accu) op basis van de verwachte effecten van de CNS, te maximaliseren van de kans op positieve resultaten. Deze flexibiliteit kan de batterij geschikt voor gebruik in studies met verschillende soorten drugs, maar ook in verschillende bevolkingsgroepen. Bijvoorbeeld, in een studie onderzoek naar een nieuwe drug in een kleine groep van 24 patiënten met de ziekte van Huntington (een neurodegeneratieve bewegingsstoornis), werd de kern testbatterij bijgewerkt met een test van fijn motorische vaardigheid (de vinger tikken test, waar in 5 opeenvolgende proeven van 10 s, de spatiebalk moet zo snel mogelijk worden benut met de wijsvinger van de dominante hand), zoals een van de kenmerken van de ziekte van Huntington zijn storingen in fijne motorische vaardigheid38. Meting van de fijne motoriek is niet opgenomen in de kern testbatterij, maar is van belang voor het bestuderen van eventuele veranderingen in motor werking in de ziekte van Huntington. Echter zijn de kern-tests redelijk stabiel gebleven na verloop van tijd die de gevoeligheid van de batterij voor de effecten van een groot aantal drugs aangeeft.
Het aantal uitgevoerde tests in de batterij moet beknopt mogelijk te maken voor meerdere testen volgende drug administration, waar test sessies moeten worden gepland, zodat de (vermoedelijke) farmacokinetische profiel van een drug is gevolgd worden gehouden. Daardoor zal informatie over farmacodynamische effecten samenvalt met de farmacokinetische processen zoals absorptie, piek concentratie en eliminatie van de drug, informatie die kan worden gecombineerd in een farmacokinetische-pharmacodynamic model, dat was ook ontwikkeld voor het protocol beschreven in dit papier29.
In sommige gevallen, is het exacte werkingsmechanisme van een samengestelde geneesmiddelen nog niet volledig begrepen uit studies bij dieren. In de afgelopen twee decennia zijn de tests van de kern van de geautomatiseerde accu gebruikt om het karakteriseren van het profiel van effecten van een groot aantal verschillende geneesmiddelen maar ook geregistreerde medicijnen waaruit het werkingsmechanisme is bekend. Dit heeft geresulteerd in een database van drug specifieke profielen, waar voor verschillende drugs met hetzelfde mechanisme van actie, vergelijkbare test batterij profielen in acht worden genomen3. Dit zorgt voor het profiel van een nieuwe drug worden vergeleken met de profielen van stoffen waarvan het werkingsmechanisme is bekend, en als een gelijkenis wordt gevonden dit kan inzicht geven in het werkingsmechanisme van de geneesmiddelen compound. Het feit dat vergelijkbare test profielen voor verschillende verbindingen zijn geïdentificeerd met een soortgelijk mechanisme van actie biedt sterk bewijs voor de gevoeligheid van de kern van de testbatterij voor CNS drug effecten.
Het potentieel voor herhaalbaarheid over een korte periode van tijd volgende drug administration essentieel voor het succes van een batterij als de testbatterij van de geautomatiseerde beschreven in dit document is. De CNS wordt echter beïnvloed door zowel endogene als exogene factoren, waardoor het veranderen van een betreft's test prestaties39. Dit benadrukt het belang van normalisatie van de voorwaarden voor de testomgeving, samen met andere specifieke factoren van onderwerp. De exacte voorwaarden worden gehandhaafd tijdens de uitvoering van de tests moeten worden gespecificeerd in het studie-protocol en uniform worden nageleefd in alle vakken in de studie. De verlichtings- en kamertemperatuur moeten constant worden gehouden over de testperiode en het bedrag van de afleiding (lawaai, meerdere personen in de kamer tijdens het testen, enz.) moet tot een minimum worden beperkt. Andere factoren die kunnen worden gecontroleerd zijn bepaalde aspecten van de levensstijl van de onderwerpen, zoals de diurnale ritme, rust en vermoeidheid, de inname van bepaalde type van voedsel en dranken, en het gebruik van psychoactieve stoffen.
Ook, het is een bekend feit dat neuropsychologische test resultaten kunnen worden beïnvloed door de praktijken, of leren effecten40, met name geheugen zoals verhaal en woord lijst leren41 (b.v., VVLT test proeven). Daarom, bijzondere aandacht moet worden op toegewezen aan het aantal trainingen en de uitvoering van de test.
Andere gestandaardiseerd, geautomatiseerde test batterijen zijn ontwikkeld en worden veel gebruikt in de Geneesmiddelenontwikkeling, met de testmethoden van Egerhazi et al. 22 en Underwood et al. 23 zijn een van de meest gebruikte in klinische proeven. Zoals eerder vermeld, de testbatterij van de geautomatiseerde beschreven verschilt het huidige document van deze systemen in dat hierin ook metingen van neurofysiologische evaluaties (bijvoorbeeld, pupillometry, eye movement, EEG) door middel van eenvoudige add-ons aan het computersysteem, naast de meer traditionele neuropsychologische tests zoals de n-rug-test (beschreven in Alvarez-Jimenez et al. 29). de andere systemen maar zijn draagbare computers, waardoor het testen op meerdere locaties mogelijk. De opzet van de testbatterij van de geautomatiseerde ontwikkeld door CHDR is momenteel niet geschikt voor eenvoudig transport tussen sites. Een meer draagbare versie (dat wil zeggen, laptop) is ontworpen en wordt momenteel gevalideerd. Hierdoor zouden voor het testen in multicenter klinisch en eventueel zelfs in het huis van, bijvoorbeeld patiënten die niet voor een bezoek aan het research instituut als gevolg van mobiliteitsproblemen.
De geautomatiseerde batterij is een flexibele batterij, in de zin dat andere neuropsychologische of fysiologische tests die zijn gebleken te zijn gevoelig voor CNS drug effecten kunnen worden opgenomen in het systeem. Gebeurtenis gerelateerde mogelijkheden (ERPs)42 zijn een recent voorbeeld van dit proces: ERPs krijgen interesse in klinisch onderzoek en groeit de vraag naar de opneming van tests die meten verschillende ERPs in klinische proeven. Lopende validatie van ERPs voor implementatie in de geautomatiseerde testbatterij is momenteel wordt uitgevoerd bij het CHDR.
Kortom, is de batterij van de gestandaardiseerde, geautomatiseerde test van neuropsychologische en neurofysiologische evaluaties in dit artikel wordt beschreven ontworpen voor het onderzoeken van farmacodynamische effecten van CNS actieve drugs in vroege fase Geneesmiddelenontwikkeling. De core-tests betrouwbaar en herhaaldelijk gebleken te zijn gevoelig voor CNS effecten, met vermelding van de penetratie van de bloed-hersenbarrière en farmacologische activering van doel sites in het VNV.

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).

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>NeuroCart general computer hardware</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amplicon Impact E70 (=computer)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medical insulation transformer</td>
			<td>Thalheimer Trenntransformator</td>
			<td>ERT 230/23/6G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>24 inch widescreen</td>
			<td>DELL</td>
			<td>U2412M</td>
			<td>for subject</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PS2 Mouse</td>
			<td>DELL</td>
			<td></td>
			<td>for subject</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PS2 Keyboard</td>
			<td>DELL</td>
			<td></td>
			<td>for subject</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photocamera</td>
			<td>Canon</td>
			<td>EOS 1100D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EOS utility program</td>
			<td>Canon</td>
			<td>N.A.</td>
			<td>photocamera software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>17 inch computer screen (research assistant)</td>
			<td>DELL</td>
			<td>1708FP monitor</td>
			<td>for research assistant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>USB keyboard (research assistant)</td>
			<td>DELL</td>
			<td></td>
			<td>for research assistant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>USB mouse (research assistant)</td>
			<td>DELL</td>
			<td></td>
			<td>for research assistant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NeuroCart general computer software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Windows 7 or higher</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E-prime 2.0</td>
			<td>Psychology Software Tools, Inc. (PST)</td>
			<td>N.A.</td>
			<td>every test has a custom, internally validated script</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG and eye electrodes hardware</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grass series Amplifier Systems</td>
			<td>Grass-Telefactor, An Astro-Med, Inc. Product Group/Natus</td>
			<td>15LT</td>
			<td>amplifier for EEG electrodes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quad, wide-band, high-gain, programmable AC amplifier</td>
			<td>Grass-Telefactor, An Astro-Med, Inc. Product Group/Natus</td>
			<td>15A54</td>
			<td>part of the 15LT ampyfier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quad, high-gain, programmable AD amplifier</td>
			<td>Grass-Telefactor, An Astro-Med, Inc. Product Group/Natus</td>
			<td>15A94</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bioelectric Input Box, Electrode Board Model BIPOLA</td>
			<td>Grass-Telefactor, An Astro-Med, Inc. Product Group/Natus</td>
			<td>15LT</td>
			<td>input box for electrodes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrode Impedance Meter</td>
			<td>Grass-Telefactor, An Astro-Med, Inc. Product Group/Natus</td>
			<td>F-EZM5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A/ D converter</td>
			<td>Cambridge Electronic Design (CED), Cambridge, UK</td>
			<td>1401 Mk1 and Mk2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gold electrodes</td>
			<td>Grass-Telefactor, An Astro-Med, Inc. Product Group/Natus</td>
			<td>Fx-E5GH</td>
			<td>EEG electrodes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ambu ECG electrodes</td>
			<td>BlueSensor</td>
			<td>N-OO-s/25</td>
			<td>Eye electrodes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EC2 cream</td>
			<td>Grass-Telefactor, An Astro-Med, Inc. Product Group/Natus</td>
			<td>N.A.</td>
			<td>electrode cream</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nuprep</td>
			<td>Weaver and Company</td>
			<td>N.A.</td>
			<td>Skin prep gel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG and eye electrodes software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grass link 15 software</td>
			<td>Grass-Telefactor, An Astro-Med, Inc. Product Group/Natus</td>
			<td>N.A.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spike 2</td>
			<td>Cambridge Electronic Design Limited</td>
			<td>N.A.</td>
			<td>every test has a custom, validated script</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adaptive tracking materials (hard and software)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adaptive tracking joystick</td>
			<td>Job Kneppers Ontwerp en Realisatie B.V., Delft.</td>
			<td>N.A.</td>
			<td>custom built</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TrackerUSB</td>
			<td>Kevin Hobbs, CarbisDesign, UK</td>
			<td>N.A.</td>
			<td>Adaptive tracking software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bodysway hardware</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Posturograph</td>
			<td>Sentech BV</td>
			<td>Celesco SP2 -50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medical insulation transformer</td>
			<td>Thalheimer Trenntransformator</td>
			<td>ERT 230/23/6G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grass series Amplifier Systems</td>
			<td>Grass-Telefactor, An Astro-Med, Inc. Product Group/Natus</td>
			<td>15LT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quad, wide-band, high-gain, programmable AC amplifier</td>
			<td>Grass-Telefactor, An Astro-Med, Inc. Product Group/Natus</td>
			<td>15A54</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quad, high-gain, programmable AD amplifier</td>
			<td>Grass-Telefactor, An Astro-Med, Inc. Product Group/Natus</td>
			<td>15A94</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bioelectric Input Box, Electrode Board Model BIPOLA</td>
			<td>Grass-Telefactor, An Astro-Med, Inc. Product Group/Natus</td>
			<td>15LT</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a computerized test battery to study pharmacodynamic effects on the central nervous system of cholinergic drugs in early phase drug development

Onderzoek naar potentiële farmacodynamische effecten in een vroege fase van het centrale zenuwstelsel (CNS) drugsonderzoek kan waardevolle informatie opleveren voor verdere ontwikkeling van nieuwe verbindingen. Een geautomatiseerde en grondig gevalideerde batterij van neuropsychologische en neurofysiologische tests gebleken te zijn gevoelig voor het detecteren van drug-geïnduceerde effecten van meerdere nieuwe en bestaande verbindingen. De testbatterij heeft betrekking op de belangrijkste domeinen van de CNS, die inspelen op de effecten van de drug is gebleken en herhaaldelijk kunnen worden toegediend na toediening van de drug karakteriseren het concentratie-effect-Profiel van een drug.
De standaardtests in de batterij zijn saccadic oog beweging, soepele uitoefening oog beweging de Bowdle visuele analoge schaal (VAS), de obligatie- en Lader VAS, lichaam sway, adaptieve bijhouden, visueel, verbaal leren en kwantitatieve elektro-encefalografie (qEEG). De testbatterij is echter adaptieve in de natuur, wat betekent dat het kan worden samengesteld en met tests aanpassen aangepast aan specifieke drug klassen, of zelfs specifieke receptoren te onderzoeken.
Effecten van nieuwe cholinerge drugs ontworpen een pro-cognitieve resultaten moeilijk geweest. De farmacologische uitdaging-model is een hulpmiddel voor vroege bewijs-van-farmacologie. Hier, wordt een verkochte geneesmiddel 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. De testbatterij werd uitgevoerd om te onderzoeken van het potentieel van de nicotinerge receptor antagonist mecamylamine moet worden gebruikt als een uitdaging-model voor de cholinerge dysfunctie, zoals te zien in neurodegeneratieve aandoeningen.
Een verslechtering van de scores in een dosis afhankelijke manier op de visuele verbal learning test (VVLT; een test voor leren en geheugen capaciteiten) en de adaptieve tracking-test (een maatregel van visuomotor controle en opwinding), in het bijzonder bleek dat de testbatterij is gevoelig te tonen acute farmacodynamische werking na toediening van anti-cholinerge drugs.

De geautomatiseerde test batterij evaluaties genereren van gestandaardiseerde en elektronische gegevensbestanden. Zie tabel 1 voor de bijzonderheden op resultaat waarden per test.
De testbatterij wordt voornamelijk gebruikt in de vroege fase klinische drug studies onderzoeken van de effecten van nieuwe verbindingen in vergelijking met een placebo (niet-actieve) of de (actieve) Comparateur drug. Dus moet de factor 'behandeling' worden beschouwd in de statistische analyse van de gegevens. Een pre dosis (d.w.z., drugsvrije) beoordeling moet worden uitgevoerd voor de meerderheid van de tests die in het protocol gebruikt om te dienen als basislijngegevens. Het VVLT kan alleen worden uitgevoerd op één tijdstip na dosis (vaak in de tijd-punt waar de concentratie van de drug hoogste is), zonder pre dosis meting, de effecten van leren en de inmenging van het leerproces voor de pre dosis en na dosis ander woordenlijsten worden gebruikt. Zoals de meeste tests uitgevoerd meerdere zijn tijden na de toediening van de drug te karakteriseren van de tijd-Profiel van de effecten van de drug, moet het effect van tijd worden beschouwd in de statistische analyse van de gegevens.
In het protocol hier, werden de testresultaten geanalyseerd met een gemengd model analyse van Covariantie (ANCOVA) met het onderwerp, onderwerp van behandeling en onderwerp door tijd als willekeurige effecten; en behandeling, onderzoeksperiode, en behandeling tegen tijd als vaste effecten. De waarde van de gemiddelde basislijn per test werd genomen als covariate, als basislijnmetingen werden uitgevoerd tweemaal om verlies te voorkomen van basisgegevens als één van de evaluaties ontoereikend gebleken. Voordat u implementeert het gemengd model, werden de gegevens geïnspecteerd voor normaliteit van distributie door middel van Q-Q percelen. Indien nodig, moet u gegevens zou log-getransformeerd om normale verdeling. De analyse wordt gedaan met behulp van de minste gekwadrateerde middelen (LSM) aanpak, waar per behandeling in de analyse een schatting van het gemiddelde wordt berekend door het model (dat wil zeggen, de LSM). De LSM is niet hetzelfde als het gemiddelde van de ruwe gegevens voor de behandeling, omdat een correctie voor baseline plaatsvond, en ontbrekende waarden werden geschat door het model en opgenomen in de analyse.
De analyse wordt gepresenteerd in LSM grafieken, die zijn gebaseerd op de ramingen van de analyse en zijn verschillend van gemiddelde grafieken op basis van de tijd-Profiel van onbewerkte gegevens. Als LSMs geen standaardafwijkingen hebben, worden de grafieken gemaakt met 95% betrouwbaarheidsinterval foutbalken. Om te voorkomen dat de overbevolking van de grafiek, alleen de foutbalken van de behandeling met de hoogste waarde zijn komen opdagen en van de behandeling met de laagste waarde worden weergegeven naar beneden.
De acute farmacodynamische effecten van een enkelvoudige orale dosis van mecamylamine hydrochloride op 10 mg en 20 mg, een 15-min infusie van 0.5 mg scopolamine hydrobromide en dubbele placebo (mondeling en intraveneuze) worden weergegeven in Figuur 1 (overgang van basislijn LSM grafiek). Als het VVLT wordt alleen uitgevoerd zodra na dosis, het VVLT gegevens worden weergegeven in een traditionele Boxplot-mode, met verschillende vakken per behandeling (Zie Figuur 2).
Het protocol beschreven in dit document maakt deel uit van een groter onderzoek beschreven in gepubliceerde literatuur29,30 en een in pers gepubliceerd papier. De hieronder beschreven resultaten zijn een voorbeeld van de resultaten van twee geautomatiseerde batterij tests, in 12 gezonde jonge mannelijke proefpersonen, in een vier-weg cross-over design. Voor meer informatie over de studie, zie Baakman et al. 30
Zoals verwacht, werd de prestaties op de adaptieve tracking-test (het percentage correct bijgehouden) negatief beïnvloed door de administratie van de cholinerge antagonisten mecamylamine en scopolamine. Zowel de mecamylamine 20 mg en de 0.5 mg scopolamine behandelingen aanzienlijk verslechterd de score in vergelijking met placebo toediening. Het totale effect van de behandeling was F = (3,33) 43.25, p < 0,0001, de mecamylamine 20 mg naar schatting verschil was-2.06% correct bijgehouden (95% betrouwbaarheidsinterval [CI]:-3.97,-0.15) met een p = 0.0355 en het verschil scopolamine geschat was-10.4% correct bijgehouden (95% betrouwbaarheidsinterval [CI]:-12.4,-8.39) met p < 0,0001.
Wanneer we kijken naar het VVLT, toegediend zodra na dosis op +3.5 h voor de direct recall trials en + 5 h voor de vertraagde en erkenning proeven, veroorzaakte alle behandelingen een slechtere prestaties (dat wil zeggen, minder woorden herinnerd) op de derde proef onmiddellijk intrekken en de vertraagde recall trial (totale effect van de behandeling was F = (3,33) 15.17, p < 0,0001 voor de derde onmiddellijk rappel berechting en F = (3,34) 9.98, p < 0,0001 voor de vertraagde recall trial). De twee dosisniveaus van mecamylamine bleek dat een dosis gerelateerde effect in die zin dat de dosis van 20 mg een grotere afname totale aantal correct teruggeroepen in vergelijking met placebo toonde dan deed de dosis van 10 mg in vergelijking met placebo. Voor de derde proef voor onmiddellijk rappel, zijn de resultaten: op gemiddelde-2.7 woorden (95% betrouwbaarheidsinterval [CI]:-5.1, -0,3), p = 0.0286 voor het beheer van de mecamylamine 10 mg, en op de gemiddelde-3.6 woorden (95% CI:-5.9,-1.4), p = 0.0025 voor de 20 mg mecamylamine de administratie. Voor de proef van de vertraagde terugroepen, zijn de resultaten: op gemiddelde-3.1 woorden (95% betrouwbaarheidsinterval [CI]:-5.8,-0.4), p = 0.0259 voor het beheer van de mecamylamine 10 mg, en op de gemiddelde-3.8 woorden (95% betrouwbaarheidsinterval [CI]:-6.4, -1,2), p = 0.0051 voor het beheer van de mecamylamine 20 mg. Beheer van scopolamine 0.5 mg bleek nog sterker negatieve effecten op woord terugroepen: op gemiddelde-7.7 woorden (95% betrouwbaarheidsinterval [CI]:-10.1,-5.4), p < 0,0001 voor de derde direct recall trial en gemiddelde-7.1 woorden (de betrouwbaarheidsinterval van 95% interval [CI]:-9.8,-4.5), p < 0,0001 voor de vertraagde terugroepen proef, allemaal in vergelijking met placebo.
Beheer van scopolamine in gezonde proefpersonen is bekend voor het opwekken van grote negatieve gevolgen voor de cognitieve testresultaten, zoals bijvoorbeeld werd beschreven in een grote studie in 90 gezonde mannelijke proefpersonen6. De hierboven beschreven resultaten blijkt dat de tests van de geautomatiseerde batterij ook kunnen laten zien van dit belangrijke anti-cognitieve effect van 0.5 mg intraveneus toegediend scopolamine waren. Met betrekking tot het beheer van mecamylamine, literatuur meldt dat lagere doses van maximaal 20 mg negatieve effecten op de cognitieve test resultaten31,32,33 veroorzaken, hoewel het werkelijke effect is veel kleiner in vergelijking met het effect van scopolamine30, dat ook uit de resultaten van dit protocol blijkt.
Deze resultaten tonen dat de tests van de geautomatiseerde test accu gevoelig zijn voor het weergeven van acute farmacodynamische effecten na één administraties van de onderzochte anti-cholinerge drugs. De tests kunnen onderscheid worden gemaakt tussen toediening van placebo en drugs, en meer nog belangrijker is, kan onderscheid worden gemaakt tussen de muscarinerge antagonist scopolamine en de nicotinerge antagonist-mecamylamine. Deze effecten zijn herhaaldelijk aangetoond in meerdere proeven, blijkt uit de statistische resultaten en de soortgelijke grafieken met testresultaten (Baakman et al. gepresenteerde gegevens 30).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56569/56569fig1.jpg"> Figuur 1: Effect van placebo, mondelinge 10 mg en 20 mg mecamylamine en intraveneuze 0.5 mg scopolamine op de test van de adaptieve bijhouden in 12 gezonde jonge mannen. Tijdsverloop van gemiddelde waarden (en SD voor hoogste en laagste scores) voor de test van de adaptieve bijhouden, gemeten op meerdere tijdstippen na toediening van het geneesmiddel (op t = 0), veranderen van basislijngegevens voor 12 gezonde mannelijke proefpersonen. Het percentage juist bijgehouden is gepresenteerd op de y-as, tijdstip na dosis is gepresenteerd op x-as, met dubbele placebo (mondeling en intraveneuze) resultaten (grijze cirkel), resultaten (magenta vierkante) mecamylamine 10 mg, 20 mg mecamylamine resultaten (groen driehoeken) en 0,5 mg scopolamine (blauwe diamanten). Dit cijfer is gewijzigd van Baakman et al. 30 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/56569/56569fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56569/56569fig2.jpg"> Figuur 2: Effect van placebo, mondelinge 10 mg en 20 mg mecamylamine en intraveneuze 0.5 mg scopolamine op de visuele verbal learning test in 12 gezonde jonge mannen. Boxplot resultaten van het VVLT vertraagd erkenning proces (zie figuur hiernaast) en derde onmiddellijk rappel proces, met het aantal goed onthouden woorden op de y-as en de behandeling op de x-as, voor 12 gezonde mannelijke proefpersonen. Het totale effect van de behandeling wordt weergegeven in de linker benedenhoek, de p-waarden van individuele contrasten van behandeling in vergelijking met placebo worden afgebeeld door middel van de sterretjes (*). De mediaan is vertegenwoordigd door de dikke zwarte lijn in het vak. Het gemiddelde wordt vertegenwoordigd door de rode 'm '. De grijze cirkels vertegenwoordigen feitelijke gegevenspunten (d.w.z., opmerkingen). Dit cijfer is gewijzigd van Baakman et al. 30 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/56569/56569fig2large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>

Watch this Scientific Journal Video about A Computerized Test Battery to Study Pharmacodynamic Effects on the Central Nervous System of Cholinergic Drugs in Early Phase Drug Development at JoVE.com

A Computerized Test Battery to Study Pharmacodynamic Effects on the Central Nervous System of Cholinergic Drugs in Early Phase Drug Development

Een gevalideerde geautomatiseerde batterij van neuropsychologische en neurofysiologische tests wordt gebruikt voor het bestuderen van farmacodynamische effecten op het centrale zenuwstelsel van nieuw ontwikkelde geneesmiddelen in vroege fase ontwikkeling. Om aan te tonen van de testbatterij, worden de acute effecten van mecamylamine en de omkering van deze effecten door twee agonist drugs beschreven.

Een geautomatiseerde testbatterij farmacodynamische effecten op het centrale zenuwstelsel van cholinerge Drugs in vroege fase geneesmiddelenontwikkeling te bestuderen

Investigating potential pharmacodynamic effects in an early phase of central nervous system (CNS) drug research can provide valuable information for ...

In onze studies gebruiken we een testbatterij die bestaat uit verschillende neuropsychologische en neurofysiologische methoden. Elke test is gevoelig voor verschillende klassen van CNS actieve geneesmiddelen. Een groot voordeel van deze techniek is dat het herhaalde metingen tijdens studiedagen mogelijk maakt.Op deze manier kunnen die in concentratie-effecten relaties worden bepaald. Omdat de gegevens vrijwel onmiddellijk worden verwerkt en geanalyseerd, kunnen de resultaten zonder vertraging worden gebruikt voor beslissingen over dosisescalatie. Schakel om deze procedure te beginnen de kracht van de testbatterijcomputer in en schakel de computer en schermen in.Plaats het onderwerp vervolgens voor het computerscherm en de joystick. Bevestig de gewenste hand van het onderwerp en pas de joystick dienovereenkomstig aan. Instrueer het onderwerp om de joystick als een pen te houden met de arm die op de tafel rust.Start vervolgens het testscript via het geïnstalleerde programma. Vul de gevraagde details in, zoals onderwerp en studienummer. Voer vervolgens de test uit door op start te klikken op het scherm Ondersteuning testen.Controleer de prestaties van het onderwerp op het scherm Testhulp en moedig het onderwerp aan om de cirkel rond de stip te houden als het onderwerp de moeilijkheidsgraad factor twee niet kan overschrijden. In deze stap, identificeer de buitenste Canthus van het rechteroog. Herhaal deze procedure voor het linkeroog.Identificeer dan de plaats waar de grondelektrode, twee centimeter boven de Nasion. Wrijf grondig de plaatsen van de oogelektroden met behulp van een katoenen veeg huid reinigen gel voor bio-elektrische meting om de huid impedantie te verminderen. Wees voorzichtig niet om de huid te schuren.Maar wrijf niet te zacht. Veeg daarna de resterende gel weg met een gaasje. Breng drie zelfklevende elektroden aan op de voorbereide plaatsen.Sluit daarna de draden aan op de oogelektroden, gewassen met buffer. Plaats uw hand achter de drukknop van de elektrode om te voorkomen dat deze in de huid duwt. Richt de draden langs de oren over de schouder van het onderwerp om te voorkomen dat de draden voor de ogen hangen.Sluit vervolgens de drie draden aan in de elektrode impedantiemeter. Start het testscript via het geïnstalleerde programma en vul de gevraagde details in, zoals onderwerp en studienummer. Start vervolgens de test op de Go-instructie verschijnt op het scherm Test assistance.Voor de standaard Pharmacode EEG zijn de elektroden bevestigd aan de midsagittale leads. De locaties zijn gebaseerd op het 10/20 systeem. Hier presenteren we de methode voor rust staat EEG met gesloten ogen, maar andere paradigma's, met inbegrip van gebeurtenis gerelateerde potentialen zijn ook mogelijk.Hoewel vier elektroden voor veel gevallen voldoende zijn, kan het aantal elektroden, afhankelijk van het experiment, worden gevarieerd met het maximum van tweeëndertig. Om visuele, analoge schaaltest uit te voeren, instrueert u het onderwerp om zijn huidige gevoel te scoren door de muis te gebruiken om de visuele langslijn op het scherm te markeren. Informeer het onderwerp dat de meest extreme punten op de lijn vertegenwoordigen de meest extreme sensatie denkbaar.Start het testscript en vul de gevraagde details in, zoals onderwerp en studienummer. Instrueer vervolgens het onderwerp om de test te starten door op de muis te klikken. In het lichaam zwaaien test, vraag het onderwerp te staan in de voorkant van de computer met de afstand tussen de voeten van ongeveer 10 centimeter en armen opknoping naast het lichaam.Bevestig de snaar die afkomstig is van de potentiometer ingebouwd in de testbatterij computer op de taille van het onderwerp met behulp van een clip. Pas vervolgens de hoogte van de tabel aan met de computer erop, totdat de tekenreeks horizontaal is. Daarna, vraag het onderwerp om zijn of haar ogen te sluiten.Start het testscript en vul de gevraagde details in. Start vervolgens de test door op start body sway sampling sessie op het computerscherm van Test Assistance te klikken. In de visuele, verbale leertest, instrueren het onderwerp, dat tijdens de visuele presentatie van de woorden, hij of zij moet de naam van de woorden wanneer ze verschijnen en onthoud ze.En dat aan het einde van de lijst, herinneren aan de woorden met namen. Start het testscript en vul de gevraagde details in. Geef het onderwerp daarna de opdracht om de schriftelijke instructies op het scherm te lezen.Vertel het onderwerp dat de test begint wanneer het onderwerp op de spatiebalk drukt. Nota van de teruggeroepen woorden door te klikken op de teruggeroepen woorden op het scherm Test assistance. Hier is de tijd cursus van gemiddelde waarden van twaalf gezonde mannelijke proefpersonen voor de adaptieve tracking test gemeten op meerdere tijdstippen na drug toediening.Het percentage correct bijgehouden wordt weergegeven op de Y-as. Tijdpunt post-dosis wordt gepresenteerd op de X-as met dubbele placebo resultaten. 10 milligram Mecamylamine resultaten, 20 milligram Mecamylamine resultaten en 0,5 milligram Scopolamine.De testbatterij is flexibel en kan worden aangepast aan een bepaald medicijnprofiel. De procedure kan ook worden gecombineerd met andere farmacodynamische metingen of met bloedafname of medische beoordelingen zoals ECG en bloeddruk. Dit kan antwoord geven op aanvullende vragen over veiligheid en farmacokinetiek.De testbatterij stelt onderzoekers in staat om de penetratie en farmacologische activiteit van nieuwe verbindingen te onderzoeken, niet alleen bij gezonde vrijwilligers, maar ook bij patiënten met neurologische of psychiatrische stoornissen. Na het bekijken van deze video, moet u een goed begrip van hoe deze test batterij kan worden gebruikt om gevoelige maatregelen van de drug beïnvloedt in een breed scala van neuropsychologische en neurofysiologische functionele domeinen te verkrijgen.

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Pharmacology

Neuroscience

Unit 1

Drugs Acting on Autonomic Nervous System: Cholinergic Agonists and Antagonists Agents

Cardiovascular Drugs: Antiarrhythmic and Heart Failure Drugs

SCIENTISTS IN ACTION

Systemic and Local Drug Delivery for Treating Diseases of the Central Nervous System in Rodent Models

Systemische en lokale Drug Delivery voor de behandeling van ziekten van het centrale zenuwstelsel in knaagdiermodellen

Thorough preclinical testing of central nervous system (CNS) therapeutics includes a consideration of routes of administration and agent biodistribution ...

Optic Nerve Transection: A Model of Adult Neuron Apoptosis in the Central Nervous System

Optic Nerve transsectie: Een model van de volwassen Neuron Apoptosis in het centrale zenuwstelsel

Retinal ganglion cells (RGCs) are CNS neurons that output visual information from the retina to the brain, via the optic nerve. 
The optic nerve can be ...

Multimodal Imaging of Stem Cell Implantation in the Central Nervous System of Mice

Multimodal Imaging van Stem Cell implantatie in het centrale zenuwstelsel van Muizen

During the past decade, stem cell transplantation has gained increasing interest as primary or secondary therapeutic modality for a variety of diseases, ...

Labeling of Single Cells in the Central Nervous System of Drosophila melanogaster

Labeling of Single Cells in the Central Nervous System of Drosophila melanogaster

Labeling van afzonderlijke cellen in het centrale zenuwstelsel van<em&gt; Drosophila melanogaster</em

In this  article we describe how to individually label neurons in the embryonic CNS of Drosophila melanogaster by juxtacellular injection of the ...

An Injury Paradigm to Investigate Central Nervous System Repair in Drosophila

An Injury Paradigm to Investigate Central Nervous System Repair in Drosophila

Een blessure Paradigm aan het centrale zenuwstelsel Reparatie Onderzoek in<em&gt; Drosophila</em

An experimental method has been developed to investigate the cellular responses to central nervous system (CNS) injury using the fruit-fly Drosophila. ...

Direct Intraventricular Delivery of Drugs to the Rodent Central Nervous System

Directe Intraventriculaire levering van drugs aan het knaagdier centrale zenuwstelsel

Due to an inability to cross the blood brain barrier, certain drugs need to be directly delivered into the central nervous system (CNS). Our lab focuses ...

In vivo Interrogation of Central Nervous System Translatome by Polyribosome Fractionation

In vivo Interrogation of Central Nervous System Translatome by Polyribosome Fractionation

In vivo Ondervraging van het centrale zenuwstelsel Translatome door Polyribosome Fractionation

Multiple processes are involved in gene expression including transcription, translation and stability of mRNAs and proteins. Each of these steps are ...

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

In vivo optogenetische Stimulatie van de knaagdieren centrale zenuwstelsel

The ability to probe defined neural circuits in awake, freely-moving animals with cell-type specificity, spatial precision, and high temporal resolution ...

Optical Clearing of the Mouse Central Nervous System Using Passive CLARITY

Optische Clearing van de Muis centrale zenuwstelsel met passieve DUIDELIJKHEID

Traditionally, tissue visualization has required that the tissue of interest be serially sectioned and imaged, subjecting each tissue section to unique ...

Quantitative Cell Biology of Neurodegeneration in Drosophila Through Unbiased Analysis of Fluorescently Tagged Proteins Using ImageJ

Quantitative Cell Biology of Neurodegeneration in Drosophila Through Unbiased Analysis of Fluorescently Tagged Proteins Using ImageJ

Kwantitatieve celbiologie van neurodegeneratie in Drosophila door onbevooroordeelde analyse van Fluorescently Tagged eiwitten met behulp van ImageJ

With the rising prevalence of neurodegenerative diseases, it is increasingly important to understand the underlying pathophysiology that leads to neuronal ...