Małpy cynomolgus (Macaca fascicularis)
Makaki cynomolgus są obecnie najczęściej importowanymi małpami (Mullen, 2006) i są szeroko wykorzystywane w badaniach biomedycznych oraz w testach farmaceutycznych nowych kandydatów na leki przeciwcukrzycowe. Pierwsze doniesienia o przypadkach cukrzycy u małp cynomolgus pojawiły się w latach osiemdziesiątych (Clarkson i in., 1985; Tanaka i in., 1986; Yasuda i in., 1988), a bardziej szczegółowa charakterystyka w latach dziewięćdziesiątych (O’Brien i in., 1996; Wagner i in., 1996b). Cukrzycowe małpy cynomolgus mają podwyższone stężenie glukozy na czczo, zwiększoną glikację (fruktozamina i HbA1c), a po podaniu glukozy opóźniony klirens glukozy (Wagner i in., 1996b), jak przedstawiono na rycinie 14.1 i w tabeli 14.2. Średnie dla normalnych stężeń glukozy na czczo u małp cynomolgus spożywających dietę typu chow wahają się od 55 do 62 mg/dl (tabele 14.1 i 14.2). Stężenia glukozy i fruktozaminy na czczo nieznacznie wzrastają, gdy zwierzęta spożywają dietę aterogenną, podobnie jak stężenia cholesterolu w osoczu (tab. 14.1; Cefalu i in., 1993).
Około 30% małp w wieku powyżej 15 lat ma podstawową hiperinsulinemię i/lub hiperinsulinemię poposiłkową (Wagner i in., 2001). Małpy, które przechodzą z IGT do T2DM są początkowo hiperinsulinemiczne, a następnie z czasem poziom insuliny spada. Małpy są zwykle otyłe, z masą ciała i wskaźnikami masy ciała poza 95% przedziałami ufności; jednak w miarę pogarszania się profilu glikemicznego często tracą masę ciała (Wagner i in., 1996b). Jak opisano wcześniej (Wagner i in., 1996b), małpy z T2DM mają hiperglikemię i hipertriglicerydemię, ale są nieketotyczne, przez kilka lat, zanim wymagają interwencji klinicznej. Chociaż ograniczenie diety i środki doustne są użytecznymi terapiami przez pewien czas, często konieczne są iniekcje egzogennej insuliny. Małpy z T2DM mogą stać się bardzo oporne na insulinę, a dawki insuliny wahają się od 7 do ponad 300 U na dobę (około 9 U/kg masy ciała na dobę). Generalnie, gdy małpy kontynuują leczenie insuliną, przybierają na wadze (z powodu anabolicznego działania insuliny) i stają się coraz bardziej oporne na insulinę z otyłością.
Otyłe, oporne na insulinę i T2DM małpy cynomolgus mają podobne zmiany w lipidach i lipoproteinach jak w ludzkiej T2DM. Obejmują one zwiększenie stężenia cholesterolu całkowitego, triglicerydów i wolnych kwasów tłuszczowych oraz zmniejszenie stężenia cholesterolu HDL (Bagdade i wsp., 1995; Wagner i wsp., 2006). Występuje również zwiększony stan zapalny, w tym zwiększone stężenie CRP (rysunek 14.3) i zmniejszone stężenie adiponektyny (Wagner i in., 2006). Ciśnienie krwi również wzrasta podczas progresji od insulinooporności do T2DM (rysunek 14.4).
RYSUNEK 14.4. Pomiary ciśnienia krwi i częstości akcji serca u małp cynomolgus.
Pomiary wykonano 15 minut po uspokojeniu małp chlorowodorkiem ketaminy za pomocą monitora Surgivet (Smiths Medical, Waukesha, WI) u kontrolnych, młodych małp (n = 12), kontrolnych małp w średnim wieku (n = 15) i starzejących się małp z cukrzycą typu 2 (n = 22). Ciśnienie krwi jest znacząco zwiększone u starszych małp z cukrzycą (p < 0,01), podczas gdy częstość akcji serca nie jest zmieniona.
T1DM została zgłoszona u małp cynomolgus (Wagner et al., 2001). Małpy te nie są otyłe w momencie wystąpienia choroby i wymagają codziennego podawania egzogennej insuliny w celu kontrolowania hiperglikemii i zapobiegania ketozie. Małpy z T1DM nie są tak oporne na insulinę jak małpy z T2DM, a dawki egzogennej insuliny wahają się od 6 do 26 U dziennie (około 2 U/kg masy ciała/dobę). Porównano pomiary glikemii, lipidów i lipoprotein w grupie małp z T2DM i T1DM w porównaniu z dobranymi wiekowo małpami bez cukrzycy, spożywającymi tę samą dietę chow (Wagner i in., 2001). Małpy z T1DM i T2DM miały podobnie podwyższone wartości glukozy we krwi na czczo (odpowiednio 187 ± 8 i 174 ± 39 mg/dl) w porównaniu z małpami kontrolnymi (68 ± 4 mg/dl). Jednak poziom HbA1c był znacznie wyższy u małp z T1DM (17 ± 0,2%) niż u małp z T2DM (9 ± 1%), a w obu przypadkach był wyższy niż u osób bez cukrzycy (4 ± 0,3%). Może to wynikać z pewnej pozostałej endogennej produkcji insuliny przez wysepki małp z T2DM, która zapewnia pewną kontrolę glikemii w miarę wyczerpywania się dawek insuliny egzogennej. Może to również wynikać z wyższej glikemii poposiłkowej w T1DM z powodu braku wydzielania insuliny po posiłkach. Z kolei stężenie cholesterolu całkowitego w osoczu było wyższe u małp z T2DM w porównaniu z małpami z T1DM i bez cukrzycy. Zwiększone stężenie cholesterolu całkowitego u małp z T2DM wynikało z większego stężenia cholesterolu VLDL, przy braku różnic w stężeniu cholesterolu LDL między grupami. Wzrost stężenia bogatych w triglicerydy cząsteczek VLDL jest zgodny ze wzrostem stężenia triglicerydów w osoczu u małp z T2DM (354 ± 121 mg/dl) w porównaniu z małpami z T1DM (125 ± 24 mg/dl) i dobraną wiekowo grupą kontrolną (85 ± 13 mg/dl).
Bez podłużnej oceny danych opisowych (masa ciała, wiek, itp.) lub klinicznych (obecność hiperinsulinemii, przedłużone okresy hiperglikemii i hipertriglicerydemii bez ketozy) trudno jest zróżnicować T1DM od bardziej zaawansowanych przypadków T2DM u małp. Przeciwciała przeciwko komórkom wysepek nie zostały znalezione u małp z T2DM (Wagner i in., 1996b) i mogą być obecne u małp z T1DM; jednak te przeciwciała są często znajdowane tylko podczas wczesnych etapów niszczenia komórek wysepek (Riley i Maclaren, 1991).
STZ-DM może powodować stan insulinozależny podobny do T1DM. U małp bez hiperglikemii, upośledzony zanik glukozy i zmniejszona odpowiedź insulinowa występują podczas IVGTT pomimo względnie prawidłowych stężeń glukozy na czczo (Litwak i wsp., 1998a). Tak więc, w zależności od dawki, liczby wstrzyknięć i pewnych nieznanych czynników określających podatność, małpy mogą wymagać różnych ilości egzogennej insuliny. Ogólnie rzecz biorąc, małpy STZ-DM nie są oporne na insulinę, a dawki insuliny w jednym z badań wahały się od 4 do 48 U dziennie (około 1,0-5,0 U/kg masy ciała/dzień) (Litwak i in., 1998a).
Gdy przeprowadzono IVGTT u małp STZ-DM przed indukcją oraz u 31 starszych małp (>15 lat), które były dopasowane wiekowo do małp z T2DM (Wagner i wsp., 2001), wszystkie małpy z cukrzycą miały zmniejszoną szybkość zaniku glukozy (Kglc < 1,4) w porównaniu z małpami bez cukrzycy (Kglc > 2,7). Ze względu na zmniejszoną szybkość klirensu, AUC glukozy było zwiększone u wszystkich typów małp z cukrzycą. Natomiast AUC insuliny różniło się w zależności od różnych typów i stadiów T2DM (patrz również rysunek 14.1 i tabela 14.2). Małpy z T1DM miały najmniejszą odpowiedź insulinową na wyzwanie glukozowe, a następnie małpy z STZ-DM (która będzie się różnić w zależności od dawki STZ i może prowadzić do całkowitego zniszczenia komórek beta). Małpy z T2DM miały średnio względnie prawidłowe AUC insuliny, ale wartości te były uśrednione podczas dwóch różnych odpowiedzi. Te z podstawową hiperinsulinemią miały zmniejszone wydzielanie insuliny w odpowiedzi na wyzwanie glukozowe, z AUC insuliny mniej więcej takim samym jak u osób bez cukrzycy. Zwierzęta z niskim lub normalnym podstawowym poziomem insuliny również miały niewielką odpowiedź na test insulinowy, co skutkowało zmniejszonym AUC, porównywalnym do małp z T1DM (Wagner i in., 2001). Wśród zwierząt bez cukrzycy, młodsze zwierzęta miały niższe AUC insuliny niż starsze małpy, co sugeruje mniejszą insulinooporność (Wagner i in., 2001).
.