Nuevo modelo traduce hallazgos de investigación cardíaca de animales a humanos
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Un equipo de científicos de UC Davis Health ha desarrollado un nuevo modelo predictivo que traduce los hallazgos de investigación cardíaca en diferentes especies animales en conocimientos específicos para humanos. Este modelo podría ayudar a acelerar el proceso de desarrollo de fármacos, lo que conduciría a nuevas terapias para enfermedades cardíacas como el latido cardíaco irregular (arritmia).
En su artículo publicado hoy en Science Advances, los investigadores presentaron un conjunto de traductores para mapear la actividad eléctrica de células cardíacas humanas, de ratón y de conejo.
«Los esfuerzos combinados de y la investigación clínica han ayudado mucho a nuestra comprensión de los mecanismos de la enfermedad en las últimas décadas, pero todavía existen muchos desafíos», dijo Stefano Morotti, profesor asistente de farmacología en la Facultad de Medicina de UC Davis y autor principal del estudio. «Un desafío principal es traducir los resultados de las pruebas y ensayos en modelos animales a aplicaciones humanas».
Las diferencias entre las especies animales afectan los resultados
La investigación con animales sigue siendo vital en la evaluación de la eficacia y la seguridad de las nuevas terapias cardíacas. Sin embargo, existen notables diferencias estructurales y funcionales entre especies. Estos incluyen el tamaño y la forma del corazón, y la frecuencia cardíaca, que es, por ejemplo, unas diez veces más rápida en un ratón que en un ser humano.
Comprender la escala de estas diferencias es importante para el desarrollo de tratamientos antiarrítmicos para pacientes con enfermedades cardíacas.
«Las implicaciones de las diferencias entre especies son significativas en el campo farmacéutico, donde existe una creciente preocupación sobre la seguridad y la eficacia de los medicamentos probados en animales», dijo Morotti.
Traducir los hallazgos de una especie a otra
Antes de proceder a los ensayos clínicos en humanos, los investigadores utilizan principalmente pequeños mamíferos como ratones y conejos para estudiar el mecanismo eléctrico del corazón, conocido como respuesta electrofisiológica. . A pesar de las similitudes genéticas, las diferencias en la función cardíaca entre los mamíferos son claras tanto a nivel orgánico como celular.
El equipo de investigación simuló modelos informáticos de células musculares cardíacas de ratones, conejos y humanos para crear un conjunto de traductores para mapear respuestas electrofisiológicas entre especies. Construyeron un sistema que les permite traducir las medidas obtenidas en animales a humanos. Estos podrían incluir los efectos de medicamentos, irregularidades en la frecuencia cardíaca o alteraciones debido a enfermedades cardíacas.
Demostraron que estas herramientas predictivas son muy adecuadas para pronosticar los cambios electrofisiológicos humanos en respuesta a los medicamentos antiarrítmicos, en función de la respuesta medida. en modelos animales. También demostraron que estas herramientas pueden ayudar a diseñar experimentos que maximicen la traducibilidad a la fisiología humana.
Herramientas de modelado predictivo para respaldar los descubrimientos de fármacos
Los investigadores sugieren la integración del modelo predictivo en los estudios y líneas de desarrollo de fármacos.
«De conformidad con los principios 3R de reemplazo, reducción y refinamiento en la investigación con animales, la adopción de herramientas de modelado y traducción en la práctica experimental podría ser beneficiosa en varias aplicaciones de pruebas con animales, «, dijo Ele Grandi, profesor asociado de farmacología en la Facultad de Medicina de UC Davis y autor principal del estudio. «Demostramos que este enfoque de modelado matemático es útil para predecir los efectos de los trastornos cardíacos en diferentes especies o condiciones experimentales».
La detección de alto rendimiento (HTS, por sus siglas en inglés) es un proceso de descubrimiento de fármacos que permite la prueba automatizada de un gran número de de compuestos para un objetivo biológico específico. El equipo prevé una integración directa de su herramienta en los sistemas HTS utilizados en la industria farmacéutica para evaluar la eficacia y seguridad de nuevos medicamentos.
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Células madre y modelos matemáticos: el futuro de la investigación médica Más información: Stefano Morotti et al, Quantitative cross-species traductores de electrofisiología de miocitos cardíacos: entrenamiento de modelos, validación experimental y aplicaciones, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abg0927. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abg0927 Información de la revista: Science Advances
Proporcionado por UC Davis Cita: Nuevo modelo traduce hallazgos de investigaciones sobre el corazón en animales tohumans (2021, 17 de noviembre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-11-heart-animals-humans.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.