В статье рассмотрено – эффективное планирование и варианты проведения экспериментальных исследований с привлечением оптимального спектра методов для установления возможных направлений действия фармакологических веществ in vitro, ex vivo, in vivo. Конечной целью комплексного использования батареи методов является получение достоверных и достаточных по объему экспериментальных данных, сокращение объемов, стоимости и сроков исследования за счет грамотной разработки дизайна исследования и использования данных, полученных на каждом этапе.
Ключевые слова: скрининг, доклинические исследования, лекарственные средства, фармакологическое вещество, эффективность, безопасность, in vitro, ex vivo, in vivo.
SeleznevaA.I. 1 , KalatanovaA.V. 2 , AfonkinaO.V. 3
1 Kandidat Medical Sciences, Senior Researcher, 2 Junior Researcher, 3 Junior researcher, «Institute of Pharmacy of Saint-Petersburg»
COMPLEX APPROACH TO STUDY PHARMACOLOGICAL AGENTS IN VITRO, EX VIVO, IN VIVO
In vivo | meaning of In vivo
Abstract
The article considers effective planning and options for experimental studies involving the optimum range of methods to identify possible areas of action of pharmacological agents in vitro, ex vivo, in vivo. The ultimate goal of the integrated use of a battery of methods to provide a reliable and sufficient in terms of experimental data, reducing the volume, cost and timing of the study by a competent study design and the use of data collected at each stage.
Keywords: screening, pre-clinical studies, drugs, pharmacological agent, the efficiency, safety, in vitro, ex vivo, in vivo.
Успешное изучение эффективности и безопасности фармакологических веществ напрямую зависит от грамотного планирования и разработки дизайна исследования. Существует большое количество методов как скрининговой, так и объемной оценки возможной направленности действия и токсических свойств фармакологических веществ. Эти методы можно условно определить в три группы согласно способам их выполнения – методы in vitro, ex vivo, in vivo.
Методы in vitro подразумевают скрининговую или объемную оценку эффективности и безопасности фармакологических веществ в модельных системах с использованием реакционных сред, ферментов, клеточных линий и др. На сегодняшний день в мировом научном сообществе методы in vitro очень популярны, как с точки зрения высокой инновационности, так и с позиции гуманного обращения с животными. Однако ограничение исследований эффективности и безопасности фармакологических веществ методами in vitro не целесообразно, так как экстраполяция полученных результатов на целый организм характеризуется высоким риском.
Методы ex vivo представляют собой, как правило, изолированные органы и ткани живых организмов. Эти методы также широко известны, а данные, полученные в результате исследований ex vivo, как правило, характеризуются большей релевантностью клинике. Однако, также как и методы in vitro, результаты исследований ex vivo, не могут являться основанием для начала клинических испытаний фармакологического вещества.
In Vivo vs. In Vitro: What Does It All Mean? | Tita TV
Методы in vivo являются классическими для экспериментальной фармакологии и представляют собой исследования на различных видах и линиях животных. Методы in vivo позволяют получить достоверные и достаточные по объему результаты, которые могут быть с успехом экстраполированы в клинику. Существует большое количество данных об анатомических, физиологических, биохимических и других особенностях видов и линий экспериментальных животных, которые позволяют установить степень релевантности человеку и прогнозировать результаты клинических исследований фармакологических веществ. Однако, не смотря на высокую информативность исследований in vivo, наиболее успешный подход к разработке дизайна исследований может быть обеспечен результатами исследований in vitro и ex vivo. Эти методы также позволяют существенно сократить количество животных в эксперименте, что имеет ключевое значение с точки зрения биоэтики [1,2].
В данной работе определены возможные варианты комплексной оценки эффективности фармакологических веществ с применением батареи методов in vitro, ex vivo и in vivo. Использование комплексного подхода позволяет сделать экспериментальное исследование максимально информативным и достоверным.
Комплексная оценка эффективности фармакологических веществ in vitro, ex vivo и in vivo
Для исследования эффективности фармакологических веществ особенное значение имеет скрининг фармакологической активности, пилотные исследования и изучение механизмов действия. Так, новые фармакологические вещества могут быть синтезированы или получены из природного сырья с использованием различных методов, может быть выделено большое количество стереоизомеров или веществ, отличающихся по структуре на одну или несколько функциональных групп. Проведение полноценного исследования каждого из кандидатов требует больших временных, экономических затрат и использования большого количества животных. Применение методов in vitro и ex vivo в большинстве случаев позволяет выбрать наиболее перспективные кандидаты и сократить объем исследований [3].
Исследование in vivo позволяет получить объемные данные, оптимальные для экстраполяции в клинику. Применение различных моделей заболеваний на животных, а также использование генетически модифицированных видов способствует установлению механизмов фармакологического действия, эффективных доз, динамики значений маркеров патологии при длительном курсовом применении и др.
В качестве примера приведем комплексное исследование эффективности фармакологического вещества Х, потенциально обладающего антиоксидантными и кардиопротективными свойствами, в системе методов in vitro, ex vivo и in vivo.
Дизайн исследования представлен в таблице 1.
Таблица 1 – Дизайн комплексного исследования эффективности фармакологического вещества X
На первом этапе исследования механизмов действия in vitro было установлено, что фармакологическое вещество Х характеризуется выраженной эффективностью в отношении гидроксильного радикала и перекисного окисления липидов (табл. 2).
Таблица 2 – Эффективность фармакологического вещества Х в исследованиях in vitro
Эффективность фармакологического вещества Х превышала таковую препарата сравнения Y.
Установлено, что наличие антиоксидантных свойств фармакологического вещества обусловливает его цитопротекторные свойства [4]. В многочисленных клинических и экспериментальных исследованиях определено, что оксидативный стресс играет ключевую роль в развитии кардиоваскулярных патологий, таких как ИБС, АГ, атеросклероз, коронарная недостаточность и сердечная недостаточность [5,6].
Результаты исследований in vitro позволили определить основные направления экспериментального дизайна ex vivo и in vivo, а также установить возможные механизмы действия фармакологического вещества.
Вторым этапом исследований было определение кардиопротекторных свойств фармакологического вещества Х в эксперименте ex vivo, проведенном на изолированном сердце по методу Лангендорфа [7]. Исследование проводили при применении фармакологического вещества Х в трех дозах.
В результате второго этапа исследований было установлено, что значения показателей давления (LVP) и скорости сокращения (dP/dt max) левого желудочка на фоне ишемии с последующей реперфузией изолированного сердца статистически значимо увеличиваются, что может свидетельствовать о положительном инотропном действии препарата (рис. 1).
Рис. 1 – Эффективность фармакологического вещества Х в исследовании ex vivo.
Данные, полученные в исследовании in vitro и ex vivo, дают основание предполагать ключевой механизм действия и фармакологический эффект вещества, а, следовательно, планировать эксперименты in vivo.
Таким образом, так как in vitro и ex vivo фармакологическое вещество X характеризовалось выраженной кардиопротекторной активностью, а также влиянием на антиоксидантную систему, то для изучения специфической активности in vivo были выбраны модели сердечно-сосудистых патологий, патогенез которых связан с оксидативным стрессом и нарушением сократимости миокарда: острый инфаркт миокарда и артериальная гипертензия.
В результате исследований эффективности фармакологического вещества Х in vivo на модели острого инфаркта миокарда было установлено влияние на физиологические и биохимические параметры моделируемой патологии (табл. 3).
Таблица 3 – Эффективность фармакологического вещества Х на фоне моделирования острого инфаркта миокарда у крыс, M ± m.
Примечание — * p ‹ 0,05 в сравнении контрольной группой
В результате исследований эффективности фармакологического вещества Х in vivo у спонтанно-гипертензивных крыс наблюдали выраженное снижение систолического (САД) и диастолического (ДАД) артериального давления как до применения фармакологического вещества Х, так и через 1 час после (табл. 4).
Таблица 4 — Изменение АД при курсовом применении фармакологического вещества Х
Примечание — * p ‹ 0,05 в сравнении контрольной группой
Таким образом, в результате использования комплексной оценки in vitro, ex vivo и in vivo была установлена высокая эффективность нового фармакологического вещества Х и определены возможные механизмы действия. На модели изолированного сердца по методу Лангендорфа и при моделировании острого экспериментального инфаркта миокарда in vivo было установлено кардиотоническое и кардиопротективное действие препарата. При применении нового препарата у спонтанно-гипертензивных животных наблюдалось стойкое снижение АД, а также уменьшение цифр исходного давления к концу курса лечения. Было установлено, что ключевую роль в реализации фармакологических эффектов фармакологического вещества Х играет его антиоксидантная активность, что было подтверждено в исследованиях антирадикальной и восстанавливающей способности in vitro.
Использование методов in vitro и ex vivo позволило существенно сократить объем экспериментальных животных, так как на основании их результатов были выбраны эффективные дозы фармакологического вещества Х и наиболее подходящие экспериментальные модели.
Литература
- Russell W.M.S., Burch, R.L. The Principles of Humane Experimental Technique. – London: Methuen
- Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the council of 22 September 2010 on the protection of animals used for scientific purposes // Official Journal of the European Union. 2010. P. 33 – 79;
- Humane Science in the 21st Century: abstracts of the 9th World Congress, Prague, 2014. Volume 3, No. 1. 336 pp.;
- Mathers J. Antioxidant and cytoprotective responses to redox stress // Biochem Soc Symp.- Vol. 71. — P.157-176;
- Addabbo F. Mitochondria and Reactive Oxygen Species / F. Addabbo, M. Montagnani, M.S. Goligorsky // Hypertension. — 2009. 53. — P. 885-892;
- Меньщикова Е.Б. Окислительный стресс: Патологические состояния и заболевания. — Новосибирск: АРТА, 2008. 284 с;
- Торопова Я.Г. Перфузия изолированного сердца методом Лангендорф и Нилли: возможности применения в научных исследованиях / Я.Г. Торопова, Н.Ю. Осяев, Р.А. Мухамадияров // Трансляционная медицина. – 2014. № 4 – С. 34-39.
References
- Russell W.M.S., Burch, R.L. The Principles of Humane Experimental Technique. – London: Methuen
- Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the council of 22 September 2010 on the protection of animals used for scientific purposes // Official Journal of the European Union. 2010. P. 33 – 79;
- Humane Science in the 21st Century: abstracts of the 9th World Congress, Prague, 2014. Volume 3, No. 1. 336 pp.;
- Mathers J. Antioxidant and cytoprotective responses to redox stress // Biochem Soc Symp.- Vol. 71. — P.157-176;
- Addabbo F. Mitochondria and Reactive Oxygen Species / F. Addabbo, M. Montagnani, M.S. Goligorsky // Hypertension. — 2009. 53. — P. 885-892;
- Men’shhikova E.B. Okislitel’nyj stress: Patologicheskie sostojanija i zabolevanija. — Novosibirsk: ARTA, 2008. 284 s;
- Toropova Ja.G. Perfuzija izolirovannogo serdca metodom Langendorf i Nilli: vozmozhnosti primenenija v nauchnyh issledovanijah / Ja.G. Toropova, N.Ju. Osjaev, R.A. Muhamadijarov // Transljacionnaja medicina. – 2014. № 4 – S. 34-39.
Источник: research-journal.org
Модель in vivo в практике возрастно-психологического консультирования
МАРТЬЯНОВА Галина Юрьевна, доцент кафедры психологии образования института педагогики и психологии образования Московского городского педагогического университета.
В современной практике возрастно-психологического консультирования принято проблемы родителей дифференцировать по двум основаниям. Первая проблемная группа связана с состоянием ребенка и психологической компетентностью семьи: это вопросы педагогических установок, родительских функций, семейной социализации и т.п.
Вторая группа проблем – личностные затруднения родителя, обусловленные переживанием состояния ребенка. Соответственно типу проблемы применяют одну из двух моделей помощи. Консультативно-рекомендательная модель применяется как форма диагностической и коррекционной работы, в которой одновременно участвуют и ребенок, и родитель. Первая модель основывается на прицельной диагностике характера и причин переживаемых ребенком трудностей в развитии, и включает разработку системы рекомендаций, учет и выполнение которых родителями, при активной позиции самого ребенка, будут способствовать как профилактике, так и преодолению негативных тенденций и трудностей в развитии [2]. Вторая модель – психотерапевтическое консультирование, служащая цели изменения отношения родителя к трудной жизненной ситуации с одновременной или последующей коррекцией системы психической родительской саморегуляции [3].
Помимо традиционных моделей консультирования родителей детей психологическую помощь можно организовывать и альтернативными способами. В последнее время в практику отечественной консультативной психологии активно проникают когнитивно-поведенческие идеи, где отдельным самостоятельным видом является консультирование в реальной жизни (in vivo).
Организационно консультирование in vivo строится следующим образом: специалист (не обязательно психолог) в назначенное им время приходит к семье на дом и в течение 1,5-2 часов наблюдает за всеми реакциями родителей и детей. Можно организовать реальную деятельность в консультативных условиях (в кабинете). Этот вариант менее эффективен, поскольку представляет собой искусственное моделирование, но тоже возможен. В данном случае к модели консультирования in vivo добавляется специальная техника, которая и будет реализовываться в реальных условиях, но уже родителем.
Протоколирование реальности является основным диагностическим методом при консультировании in vivo и осуществляется как соотнесение конкретных наблюдаемых реакций с запланированными в протоколе. Предварительный анализ запроса родителя позволяют консультанту выработать четкий план наблюдения, разработать критерии в соответствии с проблемами ребенка и возможными реакциями семьи.
В бихевиорально-ориентированном подходе к стимулам и реакциям, подлежащим обязательному протоколированию, относят следующие:
— внешние, идущие от родителя стимулы, запускающие нежелательную реакцию ребенка;
— физическое и эмоциональное состояние ребенка в момент предъявления стимула;
— выраженность, направленность и длительность нежелательного поведения ребенка (ответа на стимулы);
— частота и интенсивность последствий, которые случаются немедленно за поведенческой детской реакцией;
— подкрепления и наказания, применяемые родителем вслед за нежелательной реакцией ребенка.
После получения диагностической информации о внутрисемейных способах взаимодействия консультант совместно с родителями анализирует каждый выделенный им аспект по позициям: а) каким образом определенный стимул вызвал конкретную ответную реакцию; б) какой реакции хотел добиться родитель своим стимулом; в) как изменить стимул, чтобы реакция была более адаптивной к условиям семьи и состоянию ребенка. На наш взгляд, достаточными основаниями для оказания помощи в реальных условиях являются следующие:
1. Консультирование in vivo проводится в актуальной ситуации, в настоящее время, когда видна проблема. Посредством тщательного анализа поведения семьи или условий выявляются те проблемные факторы, которые «завязаны» на домашних обстоятельствах и которые запускают нежелательные реакции именно в семейном домашнем контексте. Понять личность можно только в привычной для нее ситуации, именно дома ребенок и родитель ведут себя наиболее свободно, а, значит, демонстрируют привычные способы реагирования на трудности [4].
2. При представлении родителем проблемной ситуации случаются сильные искажения вследствие неполного понимания сути явления, особенно, когда приходится говорить об эмоционально негативных моментах. Незнакомая кабинетная среда не позволяет такие искажения увидеть, а домашняя обстановка сразу иллюстрирует несоответствия между словами, эмоциями и действиями ребенка и его родителя.
3. Терапевтическое вмешательство в естественных условиях клиента не нарушает целостности его жизни, а, наоборот, органично в нее вписывается.
4. Существуют и собственно психологические преимущества вмешательства в домашних условиях: незначительная трансформация знания и навыков, полученных в кабинете психолога в домашнюю среду; отсутствует трансфер тренинга (он происходит непосредственно в проблемной ситуации). Сами же навыки при научении in vivo вырабатываются гораздо быстрее и эффективнее. Кроме того, большинство техник работы с детьми в поведенческой терапии применяются in vivo, т.е. путем помещения ребенка в реальную трудную ситуацию.
5. Можно элиминировать терапевтические отношения, которые в данном случае рассматриваются как неспецифический фактор консультирования, не имеющий решающего значения.
Для практической иллюстрации консультативного подхода in vivo рассмотрим когнитивно-поведенческую технику «Руководство взаимодействием», строящуюся на таких принципах, как центрированность на проблемах семьи, краткость воздействия, поощрение сильных сторон семьи и семейной компетентности и т.д. Описываемая техника является сочетанием «домашнего» (в актуальных условиях) и «кабинетного» (искусственно смоделированного) консультирования. Терапевтический подход «Руководство взаимодействием» включает в себя три фазы: оценка ребенка, семьи и домашнего, средового (культурного) контекста; коррекционное воздействие на семью; оценка эффективности воздействия. Каждая семья участвует во всех трех фазах.
Оценка семьи и среды воспитания начинается во время первой встречи и продолжается при последующих посещениях семьи. Психолог старается получить ясное представление того, как семья рассматривает ситуацию, сложившуюся в ней. Для этого члены семьи рассказывают свою «семейную историю», т.е. историю их отношений с ребенком.
Встреча с семьей в домашних условиях позволяет достичь понимания взглядов членов семьи на их собственного ребенка, системы убеждений, семейных ритуалов, правил и обычаев. Во время опроса заполняются клинические карты оценки функционирования семьи, социальной поддержки и стиля взаимодействия. Первая фаза заканчивается формулированием целей семейной терапии, которые высказываются членами семьи и обсуждаются с психологом. Психолог приглашает семью ежедневно контролировать прогресс коррекционного вмешательства и предлагает изменения целей воздействия по мере необходимости.
Терапевтические сеансы проводятся еженедельно по одному часу в специально спланированной комнате, в которой имеются игрушки, коврик, удобные стулья или диван и колыбель для ребенка. Кроме того, должна быть видеокамера для записей игровых сеансов, которые в последствии просматриваются членами семьи и психологом.
Комната обставляется так, чтобы было удобно как взрослым, так и очень маленьким детям. Терапевт обычно сидит на полу, чтобы поощрять взаимодействие между членами семьи. Перед приходом семьи психолог выбирает несколько разных игрушек или другой игровой материал таким образом, чтобы с ними могли действовать сразу несколько человек (ребенок и взрослые).
Последовательность действий во время каждого сеанса остается относительно постоянной. Семью приглашают в игровую комнату, удобно устраивают. После этого психолог узнает, какие изменения произошли в жизни семьи со времени последнего визита. Это дает возможность узнать о проблемах и спорных вопросах, с которыми имела дело семья до начала занятий с психологом.
Когда все члены семьи выскажутся о своих удачных и не очень результатах, их приглашают поиграть с ребенком так, как если бы они были дома. Одновременно ведется видеозапись приблизительно в течение 6 минут. Этот шестиминутный фрагмент является тем «фильмом», который будет просматриваться членами семьи и психологом после игры. Использование видеозаписи позволяет немедленно обеспечить обратную связь с родителями. При просмотре образцов игрового взаимодействия родителей с ребенком, члены семьи начинают лучше осознавать важные виды поведения при взаимодействии, которые являются положительными и нуждаются в усилении, разработке и расширении, и те виды взаимодействия, которые принесли меньше удовлетворения, были несоответствующими и требуют пересмотра, изменения или уточнения.
После того, как видеозапись показана и обсуждена, психолог продолжает беседовать с членами семьи, в то время как они играют с ребенком. Исследуются области, вызывающие беспокойство или конфликт, поднимаются вопросы, мешающие росту и развитию всех членов семьи.
Сеанс завершается обсуждением прогресса терапии или его отсутствия.
В поведенческом подходе основное внимание уделяется составлению каталога подкреплений (положительных и отрицательных), наказаний и оперант. Родитель самостоятельно, применяя предложенные психологом приемы, меняет свои и детские реакции. Поэтому в завершении каждого сеанса психолог вооружает заинтересованных в успехе членов семьи коррекционными приемами и осуществляет общее консультативное руководство.
Наш опыт применения техники позволил проанализировать ее с точки зрения коррекционных эффектов. Переструктурирование как когнитивный эффект в консультативной деятельности предполагает изменение контекста и содержания проблемы, вследствие чего она трансформируется от внешней (предъявляемой в средовых и социальных условиях) к внутренней (ориентированной на субъективную оценку ситуации). Появление внутреннего локуса контроля дополнительно изменяет отношение к ситуации, и, как результат, увеличивается самостоятельность в принятии решения и ответственность. Концентрируясь на конкретной проблеме, родитель научается цели своего поведения конкретизировать, видоизменять, приближать к реальным возможностям ребенка и семьи в целом.
Еще один коррекционный эффект консультирования – принятие проблемы. Техника «Руководство взаимодействием» способствует осмыслению ситуации как нормальной, а это уже главный шаг к ее принятию. Понять естественность собственных переживаний, а также реакций ребенка как их последствий – значит воспринять ситуацию нормативно, т.е. принять со всеми последствиями.
Обобщая, можно говорить о том, что поэтапный алгоритм техники удачно вписывается в процесс оказания помощи, ее модальность отражает потребности родителя в получении помощи, а активное участие взрослых в консультативном процессе обеспечивает ответственность за достижение позитивного результата.
В заключении отметим, что консультативный подход in vivo отражает принципы активности и включенности клиента. Активность клиента предполагает возможность реализации его основных прав и решения им основных консультативных задач для достижения оптимального результата. Учет встречной активности родителя уменьшает директивную направленность консультирования и увеличивает процессуальную эффективность. Если воздействие на оценку ситуации родителем строится таким образом, что активность исходит от него, то оно поддерживает самооценку взрослого и не вызывает сопротивления, проекции, агрессии и других негативных феноменов консультирования.
Включенность в процесс получения помощи проявляется посредством участия клиента в консультативном взаимодействии и в реализации программы коррекции. Родитель уже не может находиться на стороне внешнего наблюдателя, ожидая подсказок от психолога и изменений от ребенка; он сам прикладывает усилия и видит соответствующие изменения, а, главное, направляя процесс получения помощи, вырабатывает те индивидуальные решения, которые уместны в его семейном и личностном контексте.
Список литературы
- Арапова П.И. Образ будущего и выбор жизненного пути в юношеском возрасте / П.И. Арапова // Вестник Православного Свято-Тихоновского гуманитарного университета. Серия 4. Педагогика. Психология. 2015. № 1 (36). С. 122-129.
- Левченко И.Ю. Психологическая помощь семье, воспитывающей ребенка с отклонениями в развитии / И.Ю. Левченко, В.В. Ткачева. М: Просвещение, 2008. 240 с.
- Мартьянова Г.Ю. Влияние профессиональной мотивации психолога-консультанта на эффективность индивидуального психологического консультирования: Автореф. дис. канд. психол. наук / Г.Ю. Мартьянова. М., 2002. 22 с.
- Поставнева И.В. Типичные ожидания приемных родителей и адаптационные ресурсы приемного ребенка / И.В. Поставнева, В.М. Поставнев // Вестник Московского городского педагогического университета. Серия: Педагогика и психология. 2013. №3. С.60-65.
Автор(ы):
Источник: www.persev.ru