[go: up one dir, main page]

HU231449B1 - Method for identifying drug candidate compounds - Google Patents

Method for identifying drug candidate compounds Download PDF

Info

Publication number
HU231449B1
HU231449B1 HUP1900442A HUP1900442A HU231449B1 HU 231449 B1 HU231449 B1 HU 231449B1 HU P1900442 A HUP1900442 A HU P1900442A HU P1900442 A HUP1900442 A HU P1900442A HU 231449 B1 HU231449 B1 HU 231449B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
animals
group
animal
centrality
visits
Prior art date
Application number
HUP1900442A
Other languages
Hungarian (hu)
Inventor
Lévay György István dr.
Román Viktor dr.
Péter Pelsőczi
Kristóf Kelemen
Original Assignee
Richter Gedeon Nyrt.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Richter Gedeon Nyrt. filed Critical Richter Gedeon Nyrt.
Priority to HUP1900442A priority Critical patent/HU231449B1/en
Priority to EP20828561.9A priority patent/EP4078446A1/en
Priority to PCT/IB2020/062157 priority patent/WO2021124228A1/en
Publication of HUP1900442A1 publication Critical patent/HUP1900442A1/en
Publication of HU231449B1 publication Critical patent/HU231449B1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00Drugs for disorders of the nervous system
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K1/00Housing animals; Equipment therefor
    • A01K1/02Pigsties; Dog-kennels; Rabbit-hutches or the like
    • A01K1/03Housing for domestic or laboratory animals
    • A01K1/031Cages for laboratory animals; Cages for measuring metabolism of animals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K29/00Other apparatus for animal husbandry
    • A01K29/005Monitoring or measuring activity
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00Pattern recognition
    • G06F18/20Analysing
    • G06F18/24Classification techniques

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Description

ELJÁRÁS GYÓGYSZERJELÖLT VEGYÜLETEK AZONOSÍTÁSÁRAPROCEDURE FOR THE IDENTIFICATION OF MEDICINAL COMPOUNDS

A találmány tárgya gyógyszerjelölt molekulák hatékonysági tesztelésére alkalmazható új preklinikai módszer, amellyel automatizált lakóketrecben autizmus spektrum betegség releváns végpontok mérhetőek.The subject of the invention is a new preclinical method that can be used to test the efficacy of candidate drug molecules, with which endpoints relevant to autism spectrum disorders can be measured in an automated living cage.

A találmány lehetővé teszi, hogy a hagyományos módszereknél gyorsabban viselkedésileg elkülöníthetők legyenek az autisztikusan viselkedő rágcsálók a kontroloktól. A találmány továbbá azt is lehetővé teszi, hogy az ilyen módon jellemzett állatokon autizmus központi tüneteinek kezelésében terápiás potenciállal rendelkező gyógyszerjelölt vegyületek hatékonysági tesztelését lehessen végezni.The invention makes it possible to behaviorally separate autistically behaving rodents from controls faster than conventional methods. The invention also makes it possible to perform efficacy testing of drug candidate compounds with therapeutic potential in the treatment of the central symptoms of autism on animals characterized in this way.

A TALÁLMÁNY HÁTTEREBACKGROUND OF THE INVENTION

Az autizmus spektrum betegség (ÁSD) egy komplex, nagy kihívást jelentő, prevalens idegi fejlődési állapot, melynek gyakorisága mind gyermekekben, mind felnőttekben eléri az 1%-ot {Brugha és mtsai., Arch. Gen. Psychiatry. 2011, 68:459-465: Murphy és mtsai., Neuropsychiatr. Dis. Treat. 2016, 12:1669-1686). A betegség két központi tünetcsoporttal jellemezhető, ezek a szociokommunikációs defektusok és a repetitív, sztereotipikus viselkedések és gondolkodás {Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fifth Edition, pp. 50-59). Az ÁSD kielégítetlen orvosi igénye hatalmas, hiszen jelenleg nem áll rendelkezésre hatóság által jóváhagyott gyógyszeres terápiás lehetőség a központi tünetek kezelésére.Autism spectrum disorder (ASD) is a complex, highly challenging, prevalent neurodevelopmental condition, the frequency of which reaches 1% in both children and adults {Brugha et al., Arch. Gen. Psychiatry. 2011, 68:459-465: Murphy et al., Neuropsychiatr. Dis. Treat. 2016, 12:1669-1686). The disease can be characterized by two central groups of symptoms, these are socio-communication defects and repetitive, stereotypical behaviors and thinking {Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fifth Edition, pp. 50-59). The unsatisfied medical needs of ÁSD are huge, as there is currently no drug therapy option approved by the authorities to treat the central symptoms.

Kísérleti állatok autisztikus-szerü viselkedésének mérésére számos módszer hozzáférhető, úgy mint a három kamrás szociális interakció, mosakodás, ultrahangos vokalizáció, dominancia vagy szociális játék tesztek {Silverman és mtsai., Nat. Rév. Neurosci. 2010, 490-502). Azonban ezeknek a módszereknek nagy hátránya az, hogy elvégzésükhöz a kísérleti állatot ki kell emelni lakóketrecéből és a megfigyelés idejére egy új környezethez kell adaptálódnia. Ennek során az állatok túlzott mértékű emberi behatásnak vannak kitéve, amely szükségtelen stresszt okoz számukra és ennek komoly következményei lehetnek az állatok természetes viselkedésére. A stressz fokozott szorongást okozhat, mely az eredmények jelentős torzulásához vezethet.Several methods are available for measuring autistic-like behavior in experimental animals, such as three-chamber social interaction, washing, ultrasonic vocalization, dominance or social play tests {Silverman et al., Nat. Port. Neurosci. 2010, 490-502). However, a major disadvantage of these methods is that in order to perform them, the experimental animal must be removed from its home cage and adapted to a new environment during the observation period. During this, the animals are exposed to an excessive amount of human influence, which causes them unnecessary stress and this can have serious consequences for the animals' natural behavior. Stress can cause increased anxiety, which can lead to a significant distortion of the results.

ffl További problémát okozhat, ha a méréseket autisztikus jellegű állatokon végzik, mert ilyen '(0 Ή ÍN ÍN ÍN £Nffl It can cause further problems if the measurements are carried out on autistic animals, because such '(0 Ή ÍN ÍN ÍN £N

SZTNH-100355415 esetekben az autisztikus állatok fokozott érzékenységgel és irreguláris viselkedéssel reagálhatnak a kísérleti körülményekre, amely viselkedés akár az egész teszt ki értékelhetőségét veszélyezteti.In SZTNH-100355415 cases, autistic animals may react to the experimental conditions with increased sensitivity and irregular behavior, which behavior may even endanger the evaluation of the entire test.

Az automatizált lakóketrecek segítségével a kísérletező egyén a minimálisra csökkentheti az emberi közelségből eredő stresszt. Az ilyen lakóketrec alkalmazása esetén az állatok a mérések során a megszokott környezetükben tartózkodnak, úgy hogy a közöttük fennálló szociális struktúra mindvégig intakt marad. Ebben a tulajdonképpen zavartalan környezetben természetesebb viselkedések megnyilvánulására van lehetőség, amely sokkal érzékenyebb mérési körülményeket teremt, mint a tradicionális kísérleti módszerek.With the help of automated living cages, the experimental individual can reduce the stress resulting from human proximity to a minimum. When such a living cage is used, the animals stay in their usual environment during the measurements, so that the social structure between them remains intact throughout. In this essentially undisturbed environment, it is possible to manifest more natural behaviors, which creates much more sensitive measurement conditions than traditional experimental methods.

Jelentős különbség mutatkozik a tradicionális viselkedési módszerek és az automatizált lakóketrecek között a viselkedési megfigyelés hossza és a kinyert viselkedési adatok mennyiségének tekintetében. Míg a hagyományos viselkedési megfigyelések jellemzően rövid tartamúak (5 perc - fél óra), addig az automatizált lakóketrecben hosszabb, jellemzően több napos, akár több hetes, napi 24 órás megfigyelésre is lehetőség van. Amíg a hagyományos módszerekkel jellemzően csupán 10-100 adatpont nyerhető megfigyelésenként, addig egy automatizált lakóketrecben végzett megfigyelés 10 ezer - 100 ezer adatsort is szolgáltathat, mely adattömeg egyértelműen egy mélyebb viselkedési elemzést tesz lehetővé.There is a significant difference between traditional behavioral methods and automated home cages in terms of the length of behavioral observation and the amount of behavioral data obtained. While traditional behavioral observations are typically short-term (5 minutes to half an hour), longer, typically several days or even several weeks, 24 hours a day observation is also possible in the automated living cage. While traditional methods can typically only obtain 10-100 data points per observation, an automated cage observation can provide 10,000 to 100,000 data sets, which clearly enables a deeper behavioral analysis.

Ismert tény, hogy egyes kémiai anyagok, mint pl. az etilalkohollal vagy ismert gyógyszerekkel (pl. thalidomide) történő prenatális expozíció jelentős nem genetikai rizikófaktora az ASD-nek (Edward és mtsai., Neuropsych. Rév. 2011 21:73-80; Hallene és mtsai., Neuroscience 2006, 142:267-283). Ilyen anyagokkal a vemhesség alatti kezelés a rágcsálókban is autisztikus tünetekhez vezet a megszülető utódokban. Az autisztikus viselkedések közé tartoznak a szociális interakció defektusai, a túlzott ismétlődő viselkedési elemek, a csökkent ultrahangos kommunikáció és a fokozott szorongás. Ezek a modellek jól megalapozott etiopatológiával rendelkeznek és tünetileg nagy hasonlóságokat mutatnak a humán ASD-vel, emiatt ezek a betegségmodellek nagy transzlációs értékkel bírnak.It is a known fact that some chemical substances, such as prenatal exposure to ethyl alcohol or known drugs (e.g. thalidomide) is a significant non-genetic risk factor for ASD (Edward et al., Neuropsych. Rév. 2011 21:73-80; Hallene et al., Neuroscience 2006, 142:267- 283). Treatment with such substances during pregnancy in rodents also leads to autistic symptoms in the offspring. Autistic behaviors include defects in social interaction, excessive repetitive behavioral elements, reduced vocal communication, and increased anxiety. These models have a well-established etiopathology and show great similarities with human ASD, which is why these disease models have a high translational value.

Az ÁSD betegségmodelljeinek validálása nehézségekbe ütközik, hiszen nincs a központi tünetekre hatóság által jóváhagyott gyógyszer, melyet ún. gold standardként lehetne alkalmazni. A validálás ilyen helyzetben csak úgy lehetséges, ha olyan vegyületeket használunk referencia anyagként, melyek humán klinikai vizsgálatokban legalább hatékonysági jeleket p,s produkáltak. Ilyen anyag lehet például az oxitocin hormon, melyről több humán vizsgálatban © ft ft ft ft is kimutatták, hogy képes az ÁSD bizonyos tüneteit javítani (Andari és mtsai., Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010, 107:4389-4394; Domes és mtsai., Biol. Psychiatry 2013, 74:164-171; Gordon és mtsai., Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2013, 110:20953-20958; Guastella és mtsai., Bioi. Psychiatry 2010, 67:692-694). Hasonlóképpen állatkísérletek során is igazolták, hogy az oxitocin rágcsálóknak adva is javíthatja az ÁSD modellállatok autisztikus-szerű vonásait (pl. Teng és mtsai., Neuropharmacology 2013, 72:187-96). Mindezek alapján az oxitocin alkalmazható lehet egy adott betegségmodell validálására, annak igazolására, hogy az adott modellben kipróbált egyéb, hatékonyságot mutató gyógyszelj élőitektől klinikai hatékonyság várható.The validation of the disease models of ÁSD faces difficulties, since there is no medicine approved by the authorities for the central symptoms, which is called could be used as a gold standard. Validation in such a situation is only possible if we use compounds as reference substances that have produced at least signs of efficacy p and s in human clinical trials. Such a substance can be, for example, the hormone oxytocin, which has been shown in several human studies to improve certain symptoms of ÁSD (Andari et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010, 107:4389-4394 ; Domes et al., Biol. Psychiatry 2013, 74:164-171; Gordon et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2013, 110:20953-20958; Guastella et al., Biol. Psychiatry 2010, 67:692-694). Similarly, it has been proven in animal experiments that oxytocin can improve the autistic-like features of ÁSD model animals when given to rodents (e.g. Teng et al., Neuropharmacology 2013, 72:187-96). Based on all of this, oxytocin can be used to validate a specific disease model, to verify that clinical effectiveness can be expected from other medicinal products tested in the given model.

A fentebb említett jelentős kielégítetlen orvosi igény miatt szükség van olyan preklinikai módszerek kifejlesztésére, amelyekkel autizmus releváns végpontok mérhetőek és amelyek végül alkalmazhatóak új gyógyszerjelöltek hatékonysági tesztelésére.Due to the significant unmet medical need mentioned above, there is a need to develop preclinical methods that can be used to measure autism-relevant endpoints and which can ultimately be used to test the efficacy of new drug candidates.

A TALÁLMÁNY ÖSSZEFOGLALÁSASUMMARY OF THE INVENTION

Vizsgálataink során arra a meglepő eredményre jutottunk, hogy automatizált lakóketrecben mérhető viselkedéses módszer alapján a rágcsálók csoportos viselkedése a hagyományos viselkedésfarmakológiai módszerekhez képest előnyösebben meghatározható. Az autisztikus állatokban meghatározott csoportos viselkedési eltérést egy ASD-ben alkalmazott, humán klinikai fejlesztés alatt álló ágenssel, az oxitocinnal befolyásolni tudtuk. Ezért az általunk detektált csoportdinamikai különbség iparilag alkalmazható autizmus kezelésére szánt gyógyszerjelöltek hatékonyságának tesztelésére.In the course of our investigations, we came to the surprising result that the group behavior of rodents can be determined more advantageously compared to traditional behavioral pharmacology methods based on a behavioral method that can be measured in an automated living cage. We were able to influence the group behavioral deviation determined in autistic animals with oxytocin, an agent used in ASD and under clinical development in humans. Therefore, the difference in group dynamics that we detected can be used industrially to test the effectiveness of drug candidates intended for the treatment of autism.

A TALÁLMÁNY RÉSZLETES ISMERTETÉSEDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Vizsgálataink során megfigyeltük és rögzítettük a kísérleti patkányok csoportos viselkedésének dinamikáját. Kísérleteink során azt a megfigyelést tettük, hogy az állatok csoportos viselkedésének mintázata jól megkülönböztethetően eltér a normál kontroll és autisztikusan viselkedő társaik esetében. A csoportdinamikai hálózatot a FlowR és az iGraph szoftverekkel hoztuk létre. A számítás során felállítottunk egy kapcsoltsági hálót a csoport egyedei között. Ez a kapcsoltság az állatok ivópalackhoz történő látogatásainak sorrendjén alapszik, figyelembe w véve a követési sorrendet. Minden állatot jellemezhetünk egy számmal, ami meghatározza a 4© ft ft ft ft kapcsolati erősséget a többi egyeddel szemben. Az egyedek értékei alapján ún. globális elérési centralitás indexet (global reaching centrality, GRC) számolunk, ami jól jellemzi az adott állatcsoportot, illetve könnyen összehasonlíthatóvá tesz különböző állatcsoportokat. A viselkedés mintázat megfigyelésével és a megfigyelési eredményekből létrehozott csoportdinamikai hálózat segítségével könnyen felismerhetővé és meghatározhatóvá válik az autisztikusan viselkedő állatok csoportja.During our studies, we observed and recorded the dynamics of the group behavior of the experimental rats. During our experiments, we observed that the pattern of group behavior of the animals is clearly different in the case of the normal control and their autistic peers. The group dynamic network was created with FlowR and iGraph software. During the calculation, we set up a connection network between the individuals of the group. This relationship is based on the order of the animals' visits to the drinking bottle, taking into account the following order. Each animal can be characterized by a number, which determines the 4© ft ft ft ft relationship strength with other individuals. Based on the values of the individuals, the so-called we calculate a global reaching centrality index (global reaching centrality, GRC), which characterizes the given group of animals well and makes it easy to compare different groups of animals. By observing the behavior pattern and with the help of the group dynamic network created from the observation results, the group of animals behaving autistically can be easily recognized and defined.

A találmány bizonyos megvalósítási módja szerint ez a felismerés lehetővé teszi, hogy automatizált lakóketrecben történő egy-két napos megfigyelés segítségével gyorsan és megbízhatóan felismerjük a csoportosan tartott patkányok autisztikus viselkedését, amelynek meghatározása hagyományos viselkedésfarmakológiai módszerekkel több hetet venne igénybe. A találmány bizonyos megvalósítási módja szerint lehetőség nyílik továbbá arra, hogy az eleve autisztikusan viselkedő állatok természetes viselkedését ne befolyásolhassa semmilyen további környezeti tényező, vagy emberi beavatkozás, így ezen állatok viselkedése jól monitorozható, a mutatott viselkedés kiértékelése megbízhatóan elvégezhető, és az egyébként zavaró környezeti vagy emberi beavatkozásból származó hibák teljes mértékben kizárhatók.According to a certain embodiment of the invention, this recognition enables the autistic behavior of group-housed rats to be recognized quickly and reliably with the help of one or two days of observation in an automated living cage, which would take several weeks to determine using traditional behavioral pharmacological methods. According to a certain embodiment of the invention, it is also possible that the natural behavior of animals that already behave autistically cannot be affected by any additional environmental factors or human intervention, so that the behavior of these animals can be well monitored, the behavior shown can be evaluated reliably, and the otherwise disturbing environmental or errors resulting from human intervention can be completely excluded.

A találmány bizonyos megvalósítási módja szerint a fenti elemzési módszer továbbá arra is lehetőséget biztosít, hogy a globális elérési centralitás index segítségével jellemezzük farmakológiai beavatkozások hatását az autisztikus tüneteket mutató állatmodellben.According to a certain embodiment of the invention, the above analysis method also provides the opportunity to characterize the effect of pharmacological interventions in the animal model showing autistic symptoms with the help of the global reach centrality index.

MEGHATÁROZÁSOKDEFINITIONS

A “rágcsáló” az egér vagy patkány fajokat jelöli."Rodent" refers to mouse or rat species.

Az „autizmus központi tünetei” a szociokommunikációs tüneteket és a túlzottan ismétlődő, korlátozott viselkedéseket/gondolkodást foglalják magukba a DSM-5 diagnosztikai és statisztikai kézikönyv 5. kiadásának (2013) meghatározása alapján.“Core symptoms of autism” include sociocommunicative symptoms and excessively repetitive, restricted behaviors/thinking as defined in the DSM-5 Diagnostic and Statistical Manual 5th Edition (2013).

Az”autisztikus viselkedés” magában foglalja a rágcsálók szociális, kommunikációs és repeptitív viselkedési defektusait."Autistic behavior" includes social, communicative, and repetitive behavioral defects in rodents.

Az „automatizált lakóketrec” olyan lakóketrec, amely távirányítással irányítható és a benne közösségben élő rágcsálók stresszmentesen vonhatók kísérleti megfigyelésbe.An "automated living cage" is a living cage that can be controlled by remote control and the rodents living in the community can be subjected to stress-free experimental observation.

22221632222163

A „csoportdinamikai hálózat” a kísérletben résztvevő állatok között lévő kapcsoltsági háló, mely a csoport tagjainak követési sorrendje alapján kerül meghatározásra.The "group dynamic network" is the connection network between the animals participating in the experiment, which is determined based on the order of follow-up of the members of the group.

A „globális elérési centralitás index” egy, a ketrecben lévő állatok által alakított hálózatra jellemző, tehát csoport szintű bélyeg. Minden egyed össze van kötve a többiekkel abban az esetben, ha erős követés, vagy erős kikerülés van közöttük (az előjel eltérő), és az index erre a hálózatra, mint irányított gráfra vonatkozó mérőszám.The "global access centrality index" is a characteristic of the network formed by the animals in the cage, so it is a stamp at the group level. Each individual is connected to the others if there is strong following or strong avoidance between them (the sign is different), and the index is a measure of this network as a directed graph.

A prenatális expozíciós ÁSD modellThe prenatal exposure ÁSD model

Ismeretes, hogy bizonyos anyagokkal történő totális expozíció fokozza az ÁSD rizikóját emberben (Christensen és mtsai., JAMA 2013, 309:1696-1703). Ehhez hasonlóan, rágcsálókban szintén autisztikus-szerű fenotípust okoz az intrauterin élet során történő expozíció (Kim és mtsai., Tox. Lett. 2011, 201:137-142). Az autisztikus fenotípus magában foglalja a következő viselkedési elemeket: fiatal rágcsálók ultrahangos kommunikációs defektusa, adoleszcens rágcsálók játék viselkedési zavara, hiperaktivitás, túlzott repetitív viselkedések és szociális kölcsönhatásos defektusok felnőtt állatokban. Mivel a prenatális expozíciós modellek kórélettani eredete és tünettana nagy hasonlóságot mutat a humán állapottal, ezért ezeknek a modelleknek különösen nagy transzlációs értéket tulajdonítanak.Total exposure to certain substances is known to increase the risk of ÁSD in humans (Christensen et al., JAMA 2013, 309:1696-1703). Similarly, exposure during intrauterine life also causes an autistic-like phenotype in rodents (Kim et al., Tox. Lett. 2011, 201:137-142). The autistic phenotype includes the following behavioral elements: ultrasonic communication defect in juvenile rodents, play behavior disorder in adolescent rodents, hyperactivity, excessive repetitive behaviors, and social interaction defects in adult animals. Since the pathophysiological origin and symptomatology of prenatal exposure models are very similar to the human condition, these models are given a particularly high translational value.

Időre pároztatott nőstény Wistar patkányokat (Janvier, Franciaország) szójamentes tápon tartottunk és a vemhességük 12. napján 300 mg/kg 2-propilpentánsav nátriumsóval kezeltünk 2,5 ml/kg kezelési térfogatban, fiziológiás sóoldatban, intraperitoneálisan beadva. A kontrollként használt állatok ugyanabban az időpontban a testtömegük alapján számított térfogatú fiziológiás sóoldatot kaptak. A megszülető utódokból 11 hetes korban tíz-tíz egyedet kiválasztottunk (n=10 kontroll, n=10 kezelt) és két automatizált lakóketrecbe helyeztünk. Izoflurán anesztézia alatt az állatokba mikrocsipet ültettünk egy héttel a mérések megkezdés előtt (UNO PICO-ID ISO transzponder, UNO BV, Hollandia). A patkányokat 12/12 órás fény/sötét cikluson (sötét kezdet délután 4 órakor), 22 ± 2°C hőmérséklet és 40-50%-os páratartalom mellett tartottuk.Time-mated female Wistar rats (Janvier, France) were kept on a soy-free diet and treated intraperitoneally with 300 mg/kg 2-propylpentanoic acid sodium salt in a treatment volume of 2.5 ml/kg, in physiological saline, on day 12 of their pregnancy. At the same time, animals used as controls received a volume of physiological saline solution calculated based on their body weight. At the age of 11 weeks, ten individuals were selected from the offspring born (n=10 control, n=10 treated) and placed in two automated living cages. Under isoflurane anesthesia, a microchip was implanted in the animals one week before the beginning of the measurements (UNO PICO-ID ISO transponder, UNO BV, The Netherlands). The rats were kept on a 12/12-hour light/dark cycle (dark starts at 4:00 p.m.), at a temperature of 22 ± 2°C and a humidity of 40-50%.

Automatizált lakóketrecekAutomated living cages

A rendszer lehetővé teszi csoportosan tartott rágcsálók spontán viselkedésének és különböző kísérletes szituációkban tanúsított viselkedésének vizsgálatát (Gerlai, Trends Neurosci. 2002, 25:506-509). A rendszernek négy regisztrálásra szolgáló sarka van. Az ivóvíz csak ezekben a IP#The system makes it possible to examine the spontaneous behavior of group-housed rodents and their behavior in different experimental situations (Gerlai, Trends Neurosci. 2002, 25:506-509). The system has four corners for registration. Drinking water only in these IP#

Φ sarkokban, távirányítással működtethető ajtók mögött hozzáférhető. Amikor egy rágcsáló belépΦ is accessible in corners, behind doors that can be operated by remote control. When a rodent enters

PMPM

PM W PM a sarokba, egy antenna érzékeli az állatba beültetetett transzponder jelét és rögzíti a látogatás tényét. A sarkok kialakítása egyidejűleg kizárólag egy állat látogatását teszi lehetővé. Minden sarokban két ivópalack található, bal és jobb oldali elrendezéssel. A sarkokba tett látogatások regisztrálása alapján egy szoftver alkalmazásával követhető az állatok tevékenysége. A legfontosabb mért paraméterek a következők: sarkokba tett látogatások száma, a sarkokban végzett orr bökések száma, az ivás során végzett nyalások száma, és mindezen paraméterek időtartama.PM W PM into the corner, an antenna detects the signal of the transponder implanted in the animal and records the fact of the visit. The design of the corners allows only one animal to visit at a time. Each corner has two drinking bottles with a left and right arrangement. Based on the registration of the visits to the corners, the activities of the animals can be monitored using a software. The most important parameters measured are the number of visits to corners, the number of nose pokes in corners, the number of licks while drinking, and the duration of all these parameters.

Kompetíciós teszt az automatizált lakóketrecbenCompetition test in the automated living cage

Az automata ketrecekben az állatok két órán keresztül ihattak, miután 22 órán át nem fértek hozzá a vízhez, hogy kellően motiváltak legyenek. A 2 órás hozzáférési időszakban egyetlen palackból ihattak, ezért erős volt a verseny. Összesen négy alkalommal került ismétlésre a verseny anyagadás nélkül, amely kialakította a referenciát az autizmus modell csoport és a kontroll között. A két csoport viselkedésében meglévő különbségek hagyományos módszerekkel is ellenőrzésre kerültek. Ezt követően három alkalommal a versengést 30 perccel megelőzve az autizmus modell állatok referencia anyag (oxitocin; Richter Gedeon Nyrt.) kezelést kaptak, amíg a kontroll állatok vehikulum (fiziológiás sóoldat) kezelésben részesültek 30 perccel a megfigyelések kezdete előtt. Az oxitocin hatását teszteltük a két csoport között fennálló különbségekre.Animals in automatic cages were allowed to drink for two hours after 22 hours without access to water to be sufficiently motivated. During the 2-hour access period, you could only drink from one bottle, so the competition was strong. The competition was repeated a total of four times without giving materials, which established the reference between the autism model group and the control. The differences in the behavior of the two groups were also checked using traditional methods. Subsequently, 30 minutes before the competition, the autism model animals were treated with a reference substance (oxytocin; Richter Gedeon Nyrt.) three times, while the control animals were treated with a vehicle (physiological saline solution) 30 minutes before the start of the observations. We tested the effect of oxytocin on the differences between the two groups.

A hálózatelemzés háttereBackground of network analysis

Az automata ketrec nagy előnye, hogy nem csupán egyes állatok viselkedését, hanem a csoport egészének tulajdonságait elemezhetjük, hiszen az állatok hosszú időn keresztül viszonylag zavartalanul élnek a ketrecben. A közösség jellemzésekor a csoportszerkezetből indultunk ki. A szociális szerkezetet leírhatjuk azzal, hogy egyes állatok a véletlenhez képest milyen mértékben követik egymást a viselkedésben. A viselkedés jelen esetben az ivóhelyhez való hozzáférést jelenti. Egy szomszédossági mátrixot számolunk a ketrecben lévő állatok alapján, amely irányított, és azt fejezi ki, hogy a sorokban lévő állatok az oszlopokban lévő állatok irányában mennyire fejtenek ki követő viselkedést. Ehhez minden állat esetében minden sarokban tett látogatáshoz kiszámoljuk minden másik állat látogatásszámát az adott sarokba. A követések számát a sarkokba tett látogatások arányával vetjük össze és az ebből származó chinégyzet értékek jelentik a közösségi távolságot két-két állat között.The big advantage of the automatic cage is that we can analyze not only the behavior of individual animals, but the characteristics of the group as a whole, since the animals live relatively undisturbed in the cage for a long time. When characterizing the community, we started from the group structure. The social structure can be described by the extent to which some animals follow each other in behavior compared to chance. In this case, the behavior means access to the drinking area. We calculate an adjacency matrix based on the animals in the cage, which is directed and expresses how well the animals in the rows exhibit following behavior in the direction of the animals in the columns. To do this, for each animal's visit to a corner, we calculate the number of visits of all other animals to that corner. The number of follow-ups is compared with the ratio of visits to the corners, and the resulting chi-square values represent the social distance between two animals.

ft hft h

Ezzel létrehozunk egy irányított gráfot, amelynek csúcspontjai a ketrecben lévő állatok, az élek pedig a követő állattól a követett allat felé mutatnak. Az élek súlyát a chi-négyzet érték adja meg, amely 0 abban az esetben, ha a várható értéktől nem különbözik a tapasztalt követés, pozitív, ha többször követik egymást az állatok, mint várható és negatív, ha kevesebbszer.This creates a directed graph whose vertices are the animals in the cage and whose edges point from the following animal to the followed animal. The weight of the edges is given by the chi-square value, which is 0 if the observed tracking does not differ from the expected value, positive if the animals follow each other more often than expected and negative if less.

A csoportszerkezet megbecsléséhez a pozitív és erős kötődéseket vettük figyelembe, vagyis leszűrtük a gráfot a pozitív súlyokra és ezek átlagánál nagyobb súlyú éleket tartottuk meg. Mones és mtsai. (PLoS ONE 7.3 2012, e33799) alapján globális elérési centralitás indexet számoltunk a gráfokra. Egy súlyozott irányított gráf globális elérési centralitása kiszámolható a lokális elérési centralitás értékek alapján, a gráf legnagyobb lokális centralitása és minden egyes csúcs lokális centralitása közötti különbség átlagaként. A lokális elérési centralitás naSyjából azt fejezi ki, hogy egy csúcsból a gráf mekkora hányada érhető el a csúcs szomszédain keresztül.To estimate the group structure, we took positive and strong ties into account, that is, we filtered the graph for positive weights and kept edges with a weight greater than their average. Mones et al. (PLoS ONE 7.3 2012, e33799) we calculated a global access centrality index for the graphs. The global reach centrality of a weighted directed graph can be calculated based on the local reach centrality values, as the average of the difference between the largest local centrality of the graph and the local centrality of each vertex. The local access centrality na Sy expresses how much of the graph can be reached from a vertex through the vertex's neighbors.

A hálózatelemzés kivitelezéseImplementation of the network analysis

A számolás R és python, tehát teljes mértékben nyílt forráskódú, ellenőrzött környezetben zajlott. A látogatások sorozatából R statisztikai programkörnyezet szkript segítségével számoltuk ki a szomszédossági mátrixot. A szomszédossági mátrixot megfelelően transzformálva pandas adattáblát készítettünk, és az ebből átalakított tuple-eket egy szubsztancializált irányított gráf osztályú objektum éleiként adtuk be. A networkx könyvtár használatával hajtottuk végre a globális elérési centralitás számítását. Végül a kapott eredményeket R statisztikai programkörnyezetben, ggplot segítségével ábrázoltuk, a gráfokat pedig iGraph csomag segítségével jelenítettük meg. Ezt az indexet patkányok közötti csoportdinamika jellemzésére még nem használták. Az eredményeket két szinten ábrázoljuk. Egyrészt a globális elérési centralitás index szintjén, mint a ketrecben lévő közösség mérőszáma, összevethető a kezelések között. Másrészt megjelenítjük magukat a hálózatokat.The calculation took place in R and python, which means that it is fully open source, in a controlled environment. We calculated the adjacency matrix from the series of visits using the R statistical program environment script. By properly transforming the adjacency matrix, we created a pandas data table, and the tuples transformed from it were entered as edges of a materialized directed graph class object. The global access centrality calculation was performed using the networkx library. Finally, the obtained results were plotted in the R statistical program environment using ggplot, and the graphs were displayed using the iGraph package. This index has not yet been used to characterize group dynamics between rats. The results are presented at two levels. On the one hand, at the level of the global reach centrality index, as a measure of the community in the cage, it can be compared between the treatments. On the other hand, we display the networks themselves.

ÁBRAMAGYARÁZATOK l .ábra. Globális elérési centralitás indexek a különböző kezelésen átesett kísérleti csoportokban.EXPLANATIONS OF FIGURES Fig. l. Global reach centrality indices in experimental groups undergoing different treatments.

.ábra. Prenatálisan fiziológiás sóoldattal kezelt patkányok között, versengés során kialakuló ί*ϊ csoportszerkezet gráffal ábrázolva. A gráf csúcspontjai (körök) az automatizált lakóketrecben W H ÍN CN ÍN ÍN.figure. ί*ϊ group structure formed during competition among rats treated prenatally with physiological saline, represented by a graph. The vertices of the graph (circles) in the automated living cage W H ÍN CN ÍN ÍN

2222163 együtt élő állatok (a körökben az állatok egyedi azonosítói láthatóak). Az élek (nyilak) a követő állattól a követett állat felé mutatnak. A nyíl vastagsága összefüggésben van azzal a chi értékkel, amely leírja, hogy az adott két állat közötti követés mennyire tér el a várhatótól; minél vastagabb, annál erősebb a két állat közötti követés a várható értékhez képest.2,222,163 animals living together (the individual identifiers of the animals can be seen in the circles). The edges (arrows) point from the following animal to the followed animal. The thickness of the arrow is related to the chi value, which describes how much tracking between any given two animals deviates from what is expected; the thicker, the stronger the tracking between the two animals compared to the expected value.

.ábra. Prenatális 2-propilpentánsav nátriumsó expozíciónak kitett patkányok között, versengés során kialakuló csoportszerkezet gráffal ábrázolva..figure. Among rats exposed to prenatal 2-propylpentanoic acid sodium salt, group structure formed during competition represented by a graph.

.ábra. Prenatális 2-propilpentánsav nátriumsó expozíciónak kitett patkányok között, versengés során kialakuló csoportszerkezet oxitocin kezelést követően gráffal ábrázolva..figure. Prenatal 2-propylpentanoic acid among rats exposed to sodium salt, group structure formed during competition after oxytocin treatment represented by a graph.

A találmányt közelebbről az alábbi kiviteli példákkal szemléltetjük anélkül, hogy találmányunk oltalmi körét azokra korlátoznánk.The invention is illustrated in more detail with the following examples without limiting the scope of our invention to them.

1. KIVITELI PÉLDA1. EXECUTION EXAMPLE

Mint az 1. ábrából látható, jelentős különbség van a prenatális expozíció következtében autisztikus bélyegeket mutató és a kontroll csoport között a közösség szerkezeti mutatójában, a globális elérési centralitás indexben. A GRC index 0 és 1 között változhat, minél nagyobb, annál inkább megjelenik a csoport szerkezetében a sorrendiség. A kontroll csoport esetében a globális elérési centralitás index 0.75-nek adódott, amely viszonylag magas. Ez azt jelenti, hogy viszonylag meghatározott sorrendben követik egymást az állatok az ivásnál, a rangsorban előrébb állók hamarabb jutnak hozzá a vízhez versengés esetén, ahogyan ezt várnánk is. Az autisztikus modell csoport esetében a globális elérési centralitás index kb. 0.26 volt, tehát jóval alacsonyabb a kontroll csoporthoz képest. A referencia anyag oxitocin hatása egyértelműen kimutatható a sorrendiségre, a globális elérési centralitás index 0.59 körüli értékre emelkedett, amikor a versengés előtt fél órával kezelést kaptak az autisztikus modell csoport tagjai.As can be seen from Figure 1, there is a significant difference between the group showing autistic traits as a result of prenatal exposure and the control group in the community structural indicator, the global access centrality index. The GRC index can vary between 0 and 1, the higher it is, the more order appears in the group's structure. In the case of the control group, the global access centrality index was 0.75, which is relatively high. This means that the animals follow each other in a relatively specific order when drinking, the ones that are higher in the ranking get to the water sooner in the event of competition, as we would expect. In the case of the autistic model group, the global access centrality index is approx. It was 0.26, so it is much lower compared to the control group. The effect of the reference substance oxytocin can be clearly demonstrated on the order, the global reach centrality index rose to a value of around 0.59 when the members of the autistic model group received treatment half an hour before the competition.

2. KIVITELI PÉLDA2. EXECUTION EXAMPLE

A 2. és 3. ábra összevetésével látható, hogy a prenatálisan vehikulum kezelt kontroll csoport és a prenatális expozíciós modellből származó állatok viselkedésmintázata radikálisan különbözik. Míg a kontroll állatok között versengés során egy bonyolult mintázatú sorrendBy comparing Figures 2 and 3, it can be seen that the behavioral patterns of the prenatally vehicle-treated control group and the animals from the prenatal exposure model are radically different. While a complex pattern sequence during competition between control animals

INTENDON

NN

N alakul ki, addig az ÁSD modellként szolgáló állatok egy primitív, fragmentált dinamikájú csoportot képesek csak létrehozni hasonló szituációban. A 4. ábrán megfigyelhető, hogy az oxitocin kezelés ezt a gyenge kapcsoltsági hálózatot némileg megváltoztatja. Az oxitocin kezelés hatására egy együtt viselkedő csoport jön létre, melyben legalább egy olyan állat található, melyet több állat is követ, utalva arra, hogy ugyan egyszerű formában, de valamiféle komplexebb sorrendiség kialakul a kezelés hatására.N is formed, until then the animals serving as ÁSD models can only create a group with a primitive, fragmented dynamic in a similar situation. Figure 4 shows that oxytocin treatment slightly changes this weak connection network. As a result of the oxytocin treatment, a group that behaves together is created, in which there is at least one animal that is followed by several animals, indicating that, although in a simple form, some kind of more complex sequence is formed as a result of the treatment.

Claims (3)

IGÉNYPONTOKDEMAND POINTS 1.Élj árás humán autizmus spektrum betegség (ÁSD) szimptómáinak kezelésére alkalmas vegyületek azonosítására rágcsálók autisztikus-szerü viselkedésének mérésével azzal jellemezve, hogy automatizált lakóketrecben az állatok megfigyelése során kapcsoltsági hálót állítunk fel a csoport egyedei között, mely az állatok ivópalackhoz történő látogatásainak követési sorrendjén alapszik, majd hálózatelemzést végzünk oly módon, hogy1. Live aggressively to identify compounds suitable for the treatment of the symptoms of human autism spectrum disorder (ASD) by measuring the autistic-like behavior of rodents, characterized by the fact that during the observation of the animals in an automated living cage, we set up a network of connections between the individuals of the group, which is based on the sequence of the animals' visits to the drinking bottle , then we perform network analysis in such a way that a) minden állat esetében minden sarokban tett látogatáshoz kiszámoljuk minden másik állat látogatásszámát az adott sarokba, majd a követések számát a sarkokban található ivópalackokhoz tett látogatások arányával összevetjük és minden állatot egy sorszámmal jellemzünk, ami meghatározza a kapcsolati erősséget a többi egyeddel szemben,a) in the case of each animal, for each visit to a corner, we calculate the number of visits of every other animal to the given corner, then the number of follow-ups is compared with the proportion of visits to the drinking bottles in the corners and each animal is characterized by a serial number, which determines the strength of the relationship with other individuals, b) a kapott sorszámok alapján statisztikai elemzés segítségével a csoport szerkezetében a kialakult sorrendiséget jellemző, 0-1 közötti értékű globális elérési centralitás indexet számolunk,b) based on the received serial numbers, we calculate a global reach centrality index with a value between 0-1, which characterizes the order in the group structure, using statistical analysis, c) a kontroll és az ÁSD modellként szolgáló állatcsoportokat e globális elérési centralitás index alapján összehasonlítjuk, és az autisztikusan viselkedő állatcsoportot elkülönítjük,c) the control and ÁSD model animal groups are compared on the basis of this global access centrality index, and the group of animals behaving autistically is separated, d) az autisztikusan viselkedő állatcsoportot a vizsgálandó vegyülettel kezeljük,d) the group of animals behaving autistically is treated with the compound to be tested, e) a kezelés után a globális elérési centralitás index értéket újra meghatározzuk, majde) after the treatment, the global access centrality index value is determined again, then f) azokat a vegyületeket, melyek hatására az autisztikusan viselkedő állatcsoportban a globális elérési centralitás index a kontroll állatcsoportot megközelítő értékűre emelkedett, humán ÁSD szimptómák kezelésére alkalmas hatóanyagként azonosítjuk.f) those compounds, as a result of which the global reach centrality index in the group of animals behaving autistically increased to a value close to that of the control animal group, are identified as active ingredients suitable for the treatment of human ÁSD symptoms. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy ab) lépésben látogatások sorozatából statisztikai programkörnyezet szkript segítségével szomszédossági mátrixot számolunk.2. The method according to claim 1, characterized by the fact that in step ab) an adjacency matrix is calculated from a series of visits with the help of a statistical program environment script. 3. Az 1.-2 igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a c) lépésben a kontrollcsoport 0,7 feletti, az autisztikusanan viselkedő állatcsoport pedig 0,3 alatti globális elérési centralitás értéket mutat.3. The method according to any one of claims 1-2, characterized by the fact that in step c) the control group shows a global reach centrality value above 0.7 and the autistically behaving animal group below 0.3. írtwrote SZTNH-100381604SZTNH-100381604
HUP1900442A 2019-12-20 2019-12-20 Method for identifying drug candidate compounds HU231449B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HUP1900442A HU231449B1 (en) 2019-12-20 2019-12-20 Method for identifying drug candidate compounds
EP20828561.9A EP4078446A1 (en) 2019-12-20 2020-12-18 Method for identifying drug candidate compounds
PCT/IB2020/062157 WO2021124228A1 (en) 2019-12-20 2020-12-18 Method for identifying drug candidate compounds

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HUP1900442A HU231449B1 (en) 2019-12-20 2019-12-20 Method for identifying drug candidate compounds

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HUP1900442A1 HUP1900442A1 (en) 2021-06-28
HU231449B1 true HU231449B1 (en) 2023-12-28

Family

ID=89993040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HUP1900442A HU231449B1 (en) 2019-12-20 2019-12-20 Method for identifying drug candidate compounds

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4078446A1 (en)
HU (1) HU231449B1 (en)
WO (1) WO2021124228A1 (en)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140207433A1 (en) * 2011-08-03 2014-07-24 Yeda Research And Development Co., Ltd. Systems and methods of monitoring social interactions in a group of organisms over a period of at least 24 hours in a semi-natural environment

Also Published As

Publication number Publication date
EP4078446A1 (en) 2022-10-26
HUP1900442A1 (en) 2021-06-28
WO2021124228A1 (en) 2021-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Frau et al. Prenatal THC exposure produces a hyperdopaminergic phenotype rescued by pregnenolone
Tran et al. Long-term effects of chronic stress models in adult mice
Sgritta et al. Mechanisms underlying microbial-mediated changes in social behavior in mouse models of autism spectrum disorder
Lieberman et al. mTOR suppresses macroautophagy during striatal postnatal development and is hyperactive in mouse models of autism spectrum disorders
Leke et al. Impairment of short term memory in rats with hepatic encephalopathy due to bile duct ligation
Dias et al. c-Fos expression predicts long-term social memory retrieval in mice
Barabas et al. Who's the boss? Assessing convergent validity of aggression based dominance measures in male laboratory mice, Mus musculus
Scaia et al. Sex differences in aggression are paralleled by differential activation of the brain social decision-making network in zebrafish
Tena et al. Long‐term consequences of early postnatal lead exposure on hippocampal synaptic activity in adult mice
Medawar et al. Effects of rising amyloidβ levels on hippocampal synaptic transmission, microglial response and cognition in APPSwe/PSEN1M146V transgenic mice
Cerantola et al. Dopamine transporter genetic reduction induces morpho-functional changes in the enteric nervous system
Fournier et al. Testosterone potentiates the hypoxic ventilatory response of adult male rats subjected to neonatal stress
Yen et al. Upregulation of glutamatergic receptors in hippocampus and locomotor hyperactivity in aged spontaneous hypertensive rat
Gonzalo-Ruiz et al. Effects of lipids and aging on the neurotoxicity and neuronal loss caused by intracerebral injections of the amyloid-β peptide in the rat
HU231449B1 (en) Method for identifying drug candidate compounds
Gaskill et al. He⿿ s getting under my skin! Comparing the sensitivity and specificity of dermal vs subcuticular lesions as a measure of aggression in mice
McArthur et al. Sex-specific disruption of murine midbrain astrocytic and dopaminergic developmental trajectories following antenatal GC treatment
Kalinowski et al. Dopaminergic and cholinergic modulation of the amygdala is altered in female mice with oestrogen receptor β deprivation
Wang et al. Cellular distribution of the Fragile X mental retardation protein in the inner ear: a developmental and comparative study in the mouse, rat, gerbil, and chicken
Sabetta et al. Aging with TBI vs. Aging: 6-month temporal profiles for neuropathology and astrocyte activation converge in behaviorally relevant thalamocortical circuitry of male and female rats
Ilin et al. ERK2 and CREB activation in the amygdala when an event is remembered as “Fearful” and not when it is remembered as “Instructive”
RU2494397C1 (en) Method for assessing degree of severity of oral mucosal oxidative changes in patients with oral lichen acuminatis with underlying lipid storage disease
De Oliveira et al. Aging related changes in mixed basal saliva concentration of sodium, potassium and chloride in healthy non medicated humans
Ztaou et al. Single dose of amphetamine induces delayed subregional attenuation of cholinergic interneuron activity in the striatum
Contreras Exposure to an alarm pheromone combined with footshock stress enhances responsivity of the medial amygdala-hippocampus circuit