transmedТрансляционная медицинаTranslational Medicine2311-44952410-5155Almazov National Medical Research Centre, Saint Petersburg, Russia10.18705/2311-4495-2025-12-6-592-608transmed-1052Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯExperimental studiesПрименение специфичных для человека ИФА-наборов при анализе биоматериала лабораторных животныхApplication of human-specific ELISA kits for the analysis of laboratory animal biomaterialhttps://orcid.org/0000-0002-6866-5741ФаустоваН. М.FaustovaN. M.

Наталья Михайловна Фаустова, кандидат химических наук, заместитель руководителя отдела

отдел технологии, кинетики и анализа лекарственных средств

188663; ул. Заводская, д. 3, к. 245, ком. 4.34; Ленинградская обл.; Кузьмоловский

Natalia M. Faustova, PhD, deputy of head of department

department of technology, kinetics and analysis of drugs

188663; 3 Zavodskaya str., bldg. 245, rm. 4.34; Leningrad Region; Kuzmolovsky

faustova.nm@doclinika.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9690-1935КосманВ. М.KosmanV. M.

Вера Михайловна Косман, кандидат фармацевтических наук, заместитель руководителя отдела, ведущий научный сотрудник

отдел технологии, кинетики и анализа лекарственных средств

Ленинградская область; Кузьмоловский

Vera M. Kosman, PhD, deputy of head of department, leader researcher

department of technology, kinetics and analysis of drugs

Leningrad Region; Kuzmolovsky

https://orcid.org/0000-0002-6292-8934КарлинаМ. В.KarlinaM. V.

Марина Валерьевна Карлина, кандидат биологическихнаук, руководитель отдела

отдел технологии, кинетики и анализа лекарственных средств

Ленинградская область; Кузьмоловский

Marina V. Karlina, PhD, head of department

department of technology, kinetics and analysis of drugs

Leningrad Region; Kuzmolovsky

https://orcid.org/0000-0003-3176-6386МакароваМ. Н.MakarovaM. N.

Марина Николаевна Макарова, доктор медицинскихнаук, директор

Ленинградская область; Кузьмоловский

Marina N. Makarova, PhD, DSc, director

Leningrad Region; Kuzmolovsky

makarova.mn@doclinika.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2447-7888МакаровВ. Г.MakarovV. G.

Валерий Геннадиевич Макаров, доктор медицинских наук, профессор, научный руководитель

Ленинградская область; Кузьмоловский

Valeriy G. Makarov, PhD, DSc, Professor, Scientific Supervisor

Leningrad Region; Kuzmolovsky

makarov.vg@doclinika.ruАкционерное общество «Научно-производственное объединение «ДОМ ФАРМАЦИИ»РоссияResearch-and-manufacturing company «HOME OF PHARMACY» Joint Stock CompanyRussian Federation202506032026126592608Copyright © Фаустова Н.М., Косман В.М., Карлина М.В., Макарова М.Н., Макаров В.Г., 20262026Фаустова Н.М., Косман В.М., Карлина М.В., Макарова М.Н., Макаров В.Г.Faustova N.M., Kosman V.M., Karlina M.V., Makarova M.N., Makarov V.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://transmed.almazovcentre.ru/jour/article/view/1052   Актуальность

   Актуальность. Иммуноферментный анализ (ИФА) широко применяют при изучении фармакологической безопасности, фармакокинетики, фармакодинамики как оригинальных, так и воспроизведенных (биоаналогичных) лекарственных веществ; он является методом выбора для оценки различных биомаркеров при проведении клинических и доклинических исследований. Особенностью, ограничивающей применение данного метода, является его видоспецифичность.

   Цель

   Цель. Статья посвящена обсуждению применения и адаптации специфичных для человека ИФА-наборов для анализа биоматериала лабораторных животных.

   Материалы и методы

   Материалы и методы. Рассмотрены материалы нескольких исследований, выполненных в организации, с использованием крыс как одной из наиболее распространенных тест-систем в доклинических исследованиях и включавших применение ИФА-наборов для определения в крови стероидных гормонов (тестостерон, эстрадиол), гормонов стресса (кортизол, кортикостерон) и кардиомаркеров (миоглобин, тропонин I).

   Результаты

   Результаты. Показаны примеры использования наборов реагентов без каких-либо изменений (кортизол), после различных вариантов оптимизации (кортикостерон, тестостерон, эстрадиол). На примере кардиомаркера миоглобина представлен алгоритм выбора типа биоматериала, позволяющий расширить исходную область применения набора реагентов и унифицировать отбор биоматериала в экспериментальном исследовании, а тропонин I оказался примером непригодности набора для анализа биоматериала крыс.

   Заключение

   Заключение. На основании экспериментального опыта сформулированы алгоритм и схема принятия решений по апробации и адаптации ИФА-наборов реагентов, специфичных для человека, при анализе биоматериала лабораторных животных.

   Background

   Background. Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) is widely used in the study of pharmacological safety, pharmacokinetics, pharmacodynamics of both original and reproduced (biosimilar) drugs; it is the method of choice for the evaluation of various biomarkers in clinical and preclinical studies. A feature limiting the use of this method is its species specificity.

   Objective

   Objective. The article discusses the use and adaptation of ELISA sets specific for humans for the analysis of biomaterial from laboratory animals.

   Design and methods

   Design and methods. The materials of several studies performed in the organization using rats as one of the most common test systems in preclinical studies, and including the use of ELISA kits for the determination of steroid hormones in the blood (testosterone, estradiol), stress hormones (cortisol, corticosterone) and cardiac biomarkers (myoglobin, troponin).

   Results

   Results. Examples of using reagent kits without any changes are shown (cortisol), after various optimization options (corticosterone, testosterone, estradiol). On the myoglobin cardiomarker example an algorithm for biomaterial type choosing is presented, which allows expanding the initial field of reagent kit use and unifying the biomaterial selection in an experimental study, and troponin I turned out to be an example of the unsuitability of the kit for analyzing rat biomaterial.

   Conclusion

   Conclusion. Based on experimental experience, an algorithm and decision-making scheme for approbation and adaptation of ELISA reagent kits specific for humans in the analysis of laboratory animal biomaterial are formulated.

иммуноферментный анализадаптация наборов реагентоввидоспецифичностьплазма и/или сыворотка крови крыскортизолкортикостеронтестостеронэстрадиолтропонин Iмиоглобинenzyme-linked immunosorbent assayreagent kit adaptationspecies specificityrat plasma and/ or serumcortisolcorticosteronetestosteroneestradioltroponin ImyoglobinReferencesCox BM, Alsawah F, McNeill PC, et al. Neurochemical, hormonal, and behavioral effects of chronic unpredictable stress in the rat. Behavioural Brain Research. 2011;220(1):106–111. doi: 10.1016/j.bbr.2011.01.038Cox BM, Alsawah F, McNeill PC, et al. Neurochemical, hormonal, and behavioral effects of chronic unpredictable stress in the rat. Behavioural Brain Research. 2011;220(1):106–111. doi: 10.1016/j.bbr.2011.01.038Pereira VH, Marques F, Lages V, et al. Glucose intolerance after chronic stress is related with downregulated PPAR-γ in adipose tissue. Cardiovascular Diabetology. 2016;15(1):114. doi: 10.1186/s12933-016-0433-2Pereira VH, Marques F, Lages V, et al. Glucose intolerance after chronic stress is related with downregulated PPAR-γ in adipose tissue. Cardiovascular Diabetology. 2016;15(1):114. doi: 10.1186/s12933-016-0433-2López AL, Villanueva ME, Padilla MB, et al. Chronic unpredictable mild stress progressively disturbs glucose metabolism and appetite hormones in rats. Acta endocrinologica. 2018;14(1):16–23. doi: 10.4183/aeb.2018.16López AL, Villanueva ME, Padilla MB, et al. Chronic unpredictable mild stress progressively disturbs glucose metabolism and appetite hormones in rats. Acta endocrinologica. 2018;14(1):16–23. doi: 10.4183/aeb.2018.16Oosterholt BG, Maes JHR, Van der Linden D, et al. Burnout and cortisol: Evidence for a lower cortisol awakening response in both clinical and non-clinical burnout. Journal of Psychosomatic Research. 2015;78(5):445–451. doi: 10.1016/j.jpsychores.2014.11.003Oosterholt BG, Maes JHR, Van der Linden D, et al. Burnout and cortisol: Evidence for a lower cortisol awakening response in both clinical and non-clinical burnout. Journal of Psychosomatic Research. 2015;78(5):445–451. doi: 10.1016/j.jpsychores.2014.11.003Меркулов В. М., Климова Н. В., Меркулова Т. И. Внутрисуточный ритм секреции глюкокортикоидов и динамика генного ответа. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2015;19(2):214–221. doi: 10.18699/VJ15.027Merkulov VM, Klimova NV, Merkulova TI. The ultradian rhythm of glucocorticoid secretion and the time course of target gene regulation. Vavilov Journal of Genetics and selection. 2015;19(2):214–221. (In Russ.) doi: 10.18699/VJ15.027Morris CJ, Aeschbach D, Scheer FA. Circadian system, sleep and endocrinology. Mo.l Cell Endocrinol. 2012; 349(1):91–104. doi: 10.1016/j.mce.2011.09.003Morris CJ, Aeschbach D, Scheer FA. Circadian system, sleep and endocrinology. Mo.l Cell Endocrinol. 2012; 349(1):91–104. doi: 10.1016/j.mce.2011.09.003Lightman SL, Wiles CC, Atkinson HC et al. The significance of glucocorticoid pulsatility. European journal of pharmacology. 2008;583(2–3):255–262. doi: 10.1016/j.ejphar.2007.11.073Lightman SL, Wiles CC, Atkinson HC et al. The significance of glucocorticoid pulsatility. European journal of pharmacology. 2008;583(2–3):255–262. doi: 10.1016/j.ejphar.2007.11.073Nunes KP, de Oliveira AA, Szasz T et al. Blockade of toll-like receptor 4 attenuates erectile dysfunction in diabetic rats. J. Sex. Med. 2018;15(9):1235–1245. doi: 10.1016/j.jsxm.2018.07.005Nunes KP, de Oliveira AA, Szasz T et al. Blockade of toll-like receptor 4 attenuates erectile dysfunction in diabetic rats. J. Sex. Med. 2018;15(9):1235–1245. doi: 10.1016/j.jsxm.2018.07.005Al-Oanzi ZH. Erectile dysfunction attenuation by naringenin in streptozotocin-induced diabetic rats. J. Food Biochem. 2019;43(7):e12885. doi: 10.1111/jfbc.12885Al-Oanzi ZH. Erectile dysfunction attenuation by naringenin in streptozotocin-induced diabetic rats. J. Food Biochem. 2019;43(7):e12885. doi: 10.1111/jfbc.12885Yang BB, Hong ZW, Zhang Z, et al. Epalrestat, an aldose reductase inhibitor, restores erectile function in streptozocin-induced diabetic rats. Int. J. Impot. Res. 2019;31(2):97–104. doi: 10.1038/s41443-018-0075-xYang BB, Hong ZW, Zhang Z, et al. Epalrestat, an aldose reductase inhibitor, restores erectile function in streptozocin-induced diabetic rats. Int. J. Impot. Res. 2019;31(2):97–104. doi: 10.1038/s41443-018-0075-xYang R, Wang J, Chen Y, et al. Effect of caffeine on erectile function via up-regulating cavernous cyclic guanosine monophosphate in diabetic rats. J. Androl. 2008;29(5):586–591. doi: 10.2164/jandrol.107.004721Yang R, Wang J, Chen Y, et al. Effect of caffeine on erectile function via up-regulating cavernous cyclic guanosine monophosphate in diabetic rats. J. Androl. 2008;29(5):586–591. doi: 10.2164/jandrol.107.004721Luo L, Dai DZ, Cheng YS, et al. Sildenafil improves diabetic vascular activity through suppressing endothelin receptor A, iNOS and NADPH oxidase which is comparable with the endothelin receptor antagonist CPU0213 in STZ-injected rats. J. Pharm. Pharmacol. 2011;63(7):943–951. doi: 10.1111/j.2042-7158.2011.01268.xLuo L, Dai DZ, Cheng YS, et al. Sildenafil improves diabetic vascular activity through suppressing endothelin receptor A, iNOS and NADPH oxidase which is comparable with the endothelin receptor antagonist CPU0213 in STZ-injected rats. J. Pharm. Pharmacol. 2011;63(7):943–951. doi: 10.1111/j.2042-7158.2011.01268.xЗенкевич И. Г., Климова И. О. Применение метода стандартной добавки для количественного хроматографического анализа. Журнал аналитической химии. 2006;61(10): 1048–1054. doi: 10.1134/S1061934806100042Zenkevich IG, Klimova IO. Use of standard addition method in quantitative chromatographic analysis. J. of Analyt. Chem. 2006; 61(10):967–972. (In Russ.) doi: 10.1134/S1061934806100042Зенкевич И. Г., Морозова Т. Е. Особенности метода стандартной добавки для количественного определения аналитов в сложных смесях, обладающих сорбционными свойствами. Аналитика и контроль. 2010;14(3):164–171.Zenkevich IG, Morozova TE. Features of the method of standard addition for quantitation of analytes in complex mixtures with sorption properties. Analytics and Control. 2010;14(3):164–171. (In Russ.)Зенкевич И. Г., Бархатова Д. Д., Белышева М. Н. и др. Сравнительная характеристика различных вариантов количественного хроматографического анализа методом двойной стандартной добавки. Аналитика и контроль. 2021;25(2):146–154. doi: 10.15826/analitika.2021.25.2.010Zenkevich IG, Barkhatova DD, Belysheva MN, et al. Comparative characterization of different kinds of chromatographic quantification using the double standard addition method. Analytics and Control. 2021;25(2):146–154. (In Russ.) doi: 10.15826/analitika.2021.25.2.010Матичин А. А., Фаустова Н. М., Каргопольцева Д. Р. и др. Циркадианные колебания уровня тестостерона в плазме крови половозрелых самцов крыс. Лабораторные животные для научных исследований. 2020;2:36–42. doi: 10.29296/2618723X-2020-02-04Matichin AA, Faustova NM, Kargopolceva DR, et al. Circadian fluctuation in plasma testosterone levels in adult male rats. Laboratory Animals for Science. 2020;2:36–42. (In Russ.) doi: 10.29296/2618723X-2020-02-04Begemann K, Rawashdeh O, Olejniczak I, et al. Endocrine regulation of circadian rhythms. Biol Timing Sleep. 2025;2:10. doi: 10.1038/s44323-025-00024-6Begemann K, Rawashdeh O, Olejniczak I, et al. Endocrine regulation of circadian rhythms. Biol Timing Sleep. 2025;2:10. doi: 10.1038/s44323-025-00024-6Дымова О. В. Современные биомаркеры в кардиологии. Медицинский совет. 2018;(16):118–123. doi: 10.21518/2079-701X-2018-16-118–123Dymova OV. Modern biomarkers in cardiology. Medicinskij sovet. 2018;(16):118–123. (In Russ.) doi: 10.21518/2079-701X-2018-16-118-123Vittorini S, Clerico A. Cardiovascular biomarcers: increasing, impact of laboratory medicine in cardiology practice. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine. 2008;46(6):748–763. doi: 10.1515/CCLM.2008.188Vittorini S, Clerico A. Cardiovascular biomarcers: increasing, impact of laboratory medicine in cardiology practice. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine. 2008;46(6):748–763. doi: 10.1515/CCLM.2008.188Сапрыгин Д. Б. Кардиоспецифические тропонины: значение в диагностике, стратификации риска и прогнозе острого коронарного синдрома. 1. Диагностическое значение традиционных и современных маркеров миокардиального повреждения. Международный журнал интервенционной кардиоангиологии. 2003;2:65–70.Saprygin DB. Cardiospecific troponins: their significance in the diagnosis, risk stratification, and prognosis of acute coronary syndrome. 1. Diagnostic value of traditional and modern markers of myocardial damage. International Journal of Interventional Cardioangiology. 2003;2:65–70. (In Russ.)Vanek T, Kohli A. Biochemistry, myoglobin. StatPearls Treasure Island: StatPearls Publishing; 2025.Vanek T, Kohli A. Biochemistry, myoglobin. StatPearls Treasure Island: StatPearls Publishing; 2025.Ordway GA, Garry DJ. Myoglobin: an essential hemoprotein in striated muscle. J. Exp. Biol. 2004;207(Pt20):3441–3446. doi: 10.1242/jeb.01172.Ordway GA, Garry DJ. Myoglobin: an essential hemoprotein in striated muscle. J. Exp. Biol. 2004;207(Pt20):3441–3446. doi: 10.1242/jeb.01172.Катруха И. А. Тропониновый комплекс сердца человека. Структура и функции. Успехи биологической химии. 2013; 53:149–194.Katruha IA. Human cardiac troponin complex. Structure and functions. Uspekhi Biologicheskoi Khimii. 2013; 53:149–194. (In Russ.)Морроу Д., Кэннон К. П., Джесс Р. Л. и др. Руководство Национальной академии клинической биохимии по лабораторной медицинской практике: Клинические характеристики и использование биохимических маркеров при острых коронарных синдромах. Лабораторная диагностика. 2008.1(17):16–24.Morrou D, Kennon KP, Dzhess RL, et al. Guidelines of the National Academy of Clinical Biochemistry for laboratory medicine practice: Clinical characteristics and utilization of biochemical markers in acute coronary syndromes. Laboratory Diagnostics. 2008.1(17):16–24. (In Russ.)Kolmanová E, Bartošová L, Khazneh E, et al. Comparison of the specificity of cardiac troponin I and creatine kinase MB in isoproterenol-induced cardiotoxicity model in rats. Acta Veterinaria Brno. 2015;84(4):343–350. doi: 10.2754/avb201584040343Kolmanová E, Bartošová L, Khazneh E, et al. Comparison of the specificity of cardiac troponin I and creatine kinase MB in isoproterenol-induced cardiotoxicity model in rats. Acta Veterinaria Brno. 2015;84(4):343–350. doi: 10.2754/avb201584040343Clements P, Brady S, York M, et al. Time course characterization of serum cardiac troponins, heart fatty acid-binding protein, and morphologic findings with isoproterenol-induced myocardial injury in the rat. Toxicologic Pathology. 2010;38:703–714. doi: 10.1177/0192623310374969Clements P, Brady S, York M, et al. Time course characterization of serum cardiac troponins, heart fatty acid-binding protein, and morphologic findings with isoproterenol-induced myocardial injury in the rat. Toxicologic Pathology. 2010;38:703–714. doi: 10.1177/0192623310374969Березкин В. А., Бондарева Е. Д., Добрянская С. С. и др. Технологические процессы в доклинических исследованиях. Риск-ориентированный подход. Консультант GLP-Planet 2022. Мнение фармацевтической отрасли. Санкт-Петербург: Акционерное общество «Научно-производственное объединение «ДОМ ФАРМАЦИИ»; 2022. С. 152–173. doi: 10.57034/978-5-6048955-0-4-s7Berezkin VA, Bondareva ED, Dobryanskaya SS, et al. Technological processes in preclinical studies. A risk-based approach. Consultant GLP-Planet 2022. Pharmaceutical industry opinion. Saint Petersburg: Research-and-manufacturing company «HOME OF PHARMACY» Joint Stock Company; 2022. P. 152–173. (In Russ.) doi: 10.57034/978-5-6048955-0-4-s7Болсуновская Ю. Р., Енгалычева Г. Н., Ивкин Д. Ю. и др. Дизайн фармакологического эксперимента. Внедрение принципов ARRIVE в работу исследовательских центров. Консультант GLP-Planet 2022. Мнение фармацевтической отрасли. Санкт-Петербург: Акционерное общество «Научно-производственное объединение «ДОМ ФАРМАЦИИ»; 2022. С. 52–71. doi: 10.57034/978-5-6048955-0-4-s3Bolsunovskaya YuR, Engalycheva GN, Ivkin DYu, et al. Design of a pharmacological experiment. Implementation of the ARRIVE principles in research center operations. Consultant GLP-Planet 2022. Pharmaceutical industry opinion. Saint Petersburg: Research-and-manufacturing company «HOME OF PHARMACY» Joint Stock Company, 2022. P. 52–71. (In Russ.) doi: 10.57034/978-5-6048955-0-4-s3Piccoli SP. Points to consider document: scientific and regulatory considerations for the analytical validation of assays used in the qualification of biomarkers in biological matrices [Internet]. Biomarker Assay Collaborative Evidentiary Considerations Writing Group; 2019 [cited 2025 Apr 30]. Available from: https://media.c-path.org/wp-content/uploads/20240427170639/evidconsid-whitepaper-analyticalsectionv2019.pdfPiccoli SP. Points to consider document: scientific and regulatory considerations for the analytical validation of assays used in the qualification of biomarkers in biological matrices [Internet]. Biomarker Assay Collaborative Evidentiary Considerations Writing Group; 2019 [cited 2025 Apr 30]. Available from: https://media.c-path.org/wp-content/uploads/20240427170639/evidconsid-whitepaper-analyticalsectionv2019.pdfКосман В. М., Карлина М. В., Фаустова Н. М. и др. Вопросы валидации биоаналитических методик количественного определения биомаркеров : обзор нормативных документов. Регуляторные исследования и экспертиза лекарственных средств. 2025;15(5):550–564. doi: 10.30895/1991-2919-2025-766Kosman VM, Karlina MV, Faustova NM, et al. Validating bioanalytical methods for biomarker quantitation : a regulatory document review. Regulatory Research and Medicine Evaluation. 2025;15(5):550–564. doi: 10.30895/1991-2919-2025-766

The authors declare that there are no conflicts of interest present.