Variability of blood biochemical parameters and establishment of reference intervals in preclinical studies Part 9: cats

Original article
УДК 636.8
DOI: 10.57034/2618723X-2023-01-03

M.V. Miroshnikov*,
PhD, Head of Laboratory Diagnostics Department,
https://orcid.org/0000-0002-9828-3242
K.T. Sultanova,
PhD, Head of the Department of Experimental Pharmacology and Toxicology,
https://orcid.org/0000-0002-9846-8335
M.A. Kovaleva,
PhD, Head of the scientific and methodological group,
https://orcid.org/0000-0002-0740-9357
M.N. Makarova,
MD, Director,
https://orcid.org/0000-0003-3176-6386

Research and manufacturing company “Home оf Pharmacy”,
188663, Russia, Leningrad oblast, Vsevolozhskiy district, Kuzmolovskiy t.s., Zavodskaya st. 3–245.

* Е-mail: [email protected]

Keywords: The Russian Blue Cat laboratory animals felines biomedical research blood serum
Acknowledgements

The study was performed without external funding.

For citation:

Miroshnikov M.V., Sultanova K.T., Kovaleva M.A., Makarova M.N. Variability of blood biochemical parameters and establishment of reference intervals in preclinical studies Part 9: cats. Laboratory Animals for Science. 2023; 1. https://doi.org/10.57034/2618723X-2023-01-03

Abstract

The etiopathogenesis of many diseases and pathological conditions of cats and humans is largely similar to each other. These include leukemia, Alzheimer's disease, cardiovascular diseases, infections, immunodeficiency conditions, obesity, diabetes mellitus and retinal pathology. In view of this, the cat can be a model of choice in preclinical studies for the study of these diseases, the development of new methods of surgical correction, as well as testing new pharmacological substances. Due to the widespread involvement of cats in preclinical studies, there is a problem of monitoring the normal state of the body and registering the flow of vital processes. Biochemical analysis of blood serum of laboratory animals is a routine part of preclinical centers, which is an integral part of the assessment of the state of the body. As a rule, the obtained values are interpreted by comparison with the reference interval. The reference interval or range of norm in preclinical studies is an interval of values that is considered a physiological norm. The reference interval or range of norm in preclinical studies is an interval of values that is considered a physiological norm. This is the basis, the starting point for the researcher when interpreting the obtained set of results and further determining the presence or absence of a pathological process in laboratory animals. The purpose of this work was to establish the main biochemical parameters in the blood serum of cats of the Russian blue breed. The data used for the formation of reference intervals were obtained from intact animals for the time period May–November 2022 in “Home оf Pharmacy”. The study included 30 males and 28 females of cats. The age of the animals corresponded to the range of 6–12 months. In the blood serum of animals, such indicators as creatinine, urea, alanine aminotransferase, aspartate aminotransferase, alkaline phosphatase, cholesterol, triglycerides, total protein, albumin, glucose, creatine kinase, lactate dehydrogenase and total bilirubin were recorded. When comparing the obtained intervals with reference values from literary sources, it was shown that, in general, the ranges of the considered indicators are similar. When comparing the obtained reference intervals of biochemical parameters of the blood of cats and the corresponding reference intervals of humans, it was concluded that the upper limit of such indicators as creatinine, urea, aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase, globulins, creatine kinase, glucose (females) and lactate dehydrogenase is higher in laboratory animals. The upper limit of cholesterol, triglycerides, albumin, the ratio of albumins to globulins and total bilirubin is lower in cats than in humans. The reference intervals of biochemical blood parameters of Russian blue cats established in the study are a useful tool in the field of preclinical research and can be used to monitor animal health, the adequacy of the formed pathological model and study the toxicological properties of new drugs.

Conflict of interest

M.N. Makarova is a member of the editorial board of Laboratory animals for science. The other authors declare no conflict of interest requiring disclosure in this article.

Authors contribution

M.V. Miroshnikov — analysis of scientific literature and guidelines, writing, editing and revision of the text, carrying responsibility for all aspects of the study related to the reliability of the data. K.T. Sultanova — writing and editing of the text, summarising the study results, preparation of the tables.
M.A. Kovaleva — аnalysis of scientific literature and guidelines, scientific editing of the text of the manuscript.
M.N. Makarova — elaboration of the study idea and justification of its relevance, editing of the text.

References

  1. Макарова М.Н. Кошки в лабораторных исследованиях. Обзор литературы // Лабораторные животные для научных исследований. 2021. № 1. С. 86–104. [Makarova M.N. Koshki v laboratornyh issledovaniyah. Obzor literatury // Laboratornye zhivotnye dlya nauchnyh issledovanij. 2021. N. 1. P. 86–104. (In Russ.)].
  2. Griffin B., Baker H.J. Domestic cats as laboratory animals // Laboratory animal medicine. 2002. P. 459.
  3. Miyazawa T. Infections of feline leukemia virus and feline immunodeficiency virus // Frontiers in Bio­science-Landmark. 2002. Vol. 7. N. 4. P. 504–518.
  4. Azadian A., Gunn Moore D.A. Age related cognitive impairments in domestic cats naturally infected with feline immunodeficiency virus // Veterinary Record. 2022. P. e1683.
  5. Esteves M.I., Schrenzel M.D., Marini R.P. et al. Helicobacter pylori gastritis in cats with long-term natural infection as a model of human disease // The American journal of pathology. 2000. Vol. 156. N. 2. P. 709–721.
  6. Freeman L.M., Rush J.E., Stern J.A. et al. Feline hypertrophic cardiomyopathy: a spontaneous large animal model of human HCM // Cardiology research. 2017. Vol. 8. N. 4. P. 139.
  7. Liu S.K., Tilley L.P. Animal models of primary myocar­dial diseases // The Yale Journal of Biology and Medicine. 1980. Vol. 53. N. 3. P. 191.
  8. Hoenig M. The cat as a model for human nutrition and disease // Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care. 2006. Vol. 9. N. 5. P. 584–588.
  9. Henson M.S., O’Brien T.D. Feline models of type 2 dia­betes mellitus // ILAR journal. 2006. Vol. 47. N. 3. P. 234–242.
  10. Hoenig M., Thomaseth K., Brandao J., et al. Assessment and mathematical modeling of glucose turnover and insulin sensitivity in lean and obese cats // Domest Anim Endocrinol. 2006. Vol. 31. N. 4. P. 373–389.
  11. Schrauwen-Hinderling V.B., Hesselink M.K., Schrauwen P. et al. Intramyocellular lipid content in human skeletal muscle // Obesity (Silver Spring). 2006. Vol. 14. N. 3. P. 357–367. DOI: 10.1038/oby.2006.47.
  12. Schermerhorn T. Normal glucose metabolism in carnivores overlaps with diabetes pathology in non-carnivores // Frontiers in endocrinology. 2013. Vol. 4. P. 188.
  13. Jordan E., Kley S., Le N. A. et al. Dyslipidemia in obese cats // Domestic animal endocrinology. 2008. Vol. 35. N. 3. P. 290–299.
  14. Giraudel J.M., Diquelou A., Lees P. et al. Development and validation of a new model of inflammation in the cat and selection of surrogate endpoints for tes­ting anti-inflammatory drugs // Journal of Veterinary Pharmacology and Therapeutics. 2005. Vol. 28. N. 3. P. 275–285.
  15. Narfström K., Holland Deckman K., Menotti-Raymond M. The domestic cat as a large animal model for characterization of disease and therapeutic intervention in hereditary retinal blindness // Journal of ophthalmology. 2011. Vol. 2011.
  16. Cannon C.M. Cats, cancer and comparative oncology // Veterinary sciences. 2015. Vol. 2. N. 3. P. 111–126.
  17. Hansen K., Khanna C. Spontaneous and genetically engineered animal models: use in preclinical cancer drug development // European Journal of Cancer. 2004. Vol. 40. N. 6. P. 858–880.
  18. Walton R.M., Hendrick M.J. Feline Hodgkin’s-like lymphoma: 20 Cases (1992–1999) // Veterinary pathology. 2001. Vol. 38. N. 5. P. 504–511.
  19. Nascimento C., Ferreira F. Tumor microenvironment of human breast cancer, and feline mammary carcinoma as a potential study model // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Reviews on Cancer. 2021. Vol. 1876. N. 1. P. 188587.
  20. D’Costa S., Yoon B.I., Kim D.Y. et al. Morphologic and molecular analysis of 39 spontaneous feline pulmonary carcinomas // Veterinary Pathology. 2012. Vol. 49. N. 6. P. 971–978.
  21. Marconato L., Buchholz J., Keller M. et al. Multimodal therapeutic approach and interdisciplinary challenge for the treatment of unresectable head and neck squamous cell carcinoma in six cats: a pilot study // Veteri­nary and comparative oncology. 2013. Vol. 11. N. 2. P. 101–112.
  22. Okamatsu G., Kawakami K., Komatsu T. et al. Functional expression and comparative characterization of four feline P450 cytochromes using fluorescent substrates // Xenobiotica. 2017. Vol. 47. N. 11. P. 951–961.
  23. Okamatsu G., Komatsu T., Ono Y. et al. Characterization of feline cytochrome P450 2B6 // Xenobiotica. 2017. Vol. 47. N. 2. P. 93–102.
  24. Мирошников М.В., Макарова М.Н. Вариабельность биохимических показателей крови и установление референсных интервалов в доклинических исследованиях. Сообщение 4: мыши // Лабораторные животные для научных исследований. 2021. № 3. С. 64–70. [Miroshnikov M.V., Makarova M.N. Variabel’nost’ biohimicheskih pokazatelej krovi i ustanovlenie referensnyh intervalov v doklinicheskih issledovaniyah. Soobshchenie 4: myshi //Laboratornye zhivotnye dlya nauchnyh issledovanij. 2021. N. 3. P. 64–70. (In Russ.)].
  25. Мирошников М.В., Султанова К.Т., Ковалева М.А. и др. Вариабельность биохимических показателей крови и установление референсных интервалов в доклинических исследованиях. Сообщение 5: хорьки // Лабораторные животные для научных исследований. 2021. № 4. С. 29–39. [Miroshnikov M.V., Sultanova K.T., Kovaleva M.A. i dr. Variabel’nost’ biohimicheskih pokazatelej krovi i ustanovlenie referensnyh intervalov v doklinicheskih issledovaniyah. Soobshchenie 5: hor’ki // Laboratornye zhivotnye dlya nauchnyh issledovanij. 2021. N. 4. P. 29–39. (In Russ.)].
  26. Мирошников М.В., Султанова К.Т., Ковалева М.А. и др. Вариабельность биохимических показателей крови и установление референтных интервалов в доклинических исследованиях. Сообщение 6: яванские макаки // Лабораторные животные для научных исследований. 2022. № 2. С. 14–25. [Miroshnikov M.V., Sultanova K.T., Kovaleva M.A. i dr. Variabel’nost’ biohimicheskih pokazatelej krovi i ustanovlenie referentnyh intervalov v doklinicheskih issledovaniyah. Soobshchenie 6: yavanskie makaki // Labo­ratornye zhivotnye dlya nauchnyh issledovanij. 2022. N. 2. P. 14–25. (In Russ.)].
  27. Лившиц В.М., Сидельникова В.И. Биохимические анализы в клинике: справ.-3‑е изд. 2011. [Livshits V.M., Sidel’nikova V.I. Biokhimicheskie analizy v klinike: sprav.-3‑e izd. 2011. (In Russ.)].
  28. Ингерлейб М.Б. Медицинские анализы. Самый полный современный справочник / М.Б. Ингерлейб. Москва: Изд-во АСТ, 2015. 416 с. [Ingerleib M.B. Meditsinskie analizy. Samyi polnyi sovremennyi spravochnik / M.B. Ingerleib. Moskva: Izd-vo AST, 2015. 416 p. (In Russ.)].
  29. Biochemistry reference intervals. https://www.uoguelph.ca/ahl/biochemistry-reference-intervals (дата обращения: 10.2022 г.).
  30. Reference Intervals. https://www.vet.cornell.edu/animal-health-diagnostic-center/laboratories/clinical-pathology/reference-intervals/chemistry (дата обращения: 10.2022 г.).
  31. Paltrinieri S., Ibba F., Rossi G. Haematological and biochemical reference intervals of four feline breeds // Journal of feline medicine and surgery. 2014. Vol. 16. N. 2. P. 125–136.
  32. Lin T.L., Chung S.H., Sung C.H. et al. Establishment of feline in-house reference intervals for hematologic and biochemical parameters and potential age-related differences // Polish journal of veterinary sciences. 2019: 599‑608‑599‑608.
  33. https://diagnosticservices.avc.upei.ca/reference-guide/reference-intervals (дата обращения: 10.2021 г.).
  34. https://vetmed.iastate.edu/vpath/services/diagnostic-services/clinical-pathology/testing-and-fees/reference-intervals?field_p_type_tid=288 (дата обращения: 10.2022 г.).
  35. https://en.wikivet.net/Feline_Biochemistry (дата обращения: 10.2022 г.).
  36. Rand J.S., Kinnaird E., Baglioni A. et al. Acute stress hyperglycemia in cats is associated with struggling and increased concentrations of lactate and norepinephrine // Journal of veterinary internal medicine. 2002. Vol. 16. N. 2. P. 123–132.
  37. Kettelhut I.C., Foss M.C., Migliorini R.H. Glucose homeostasis in a carnivorous animal (cat) and in rats fed a high-protein diet // American Journal of Physiology-­Regulatory, Integrative and Comparative Physio­logy. 1980. Vol. 239. N. 5. P. R437–R444.
  38. Thrall M.A., Weiser G., Allison R.W. et al. (ed.). Veterinary hematology and clinical chemistry. John Wiley & Sons, 2012.
  39. Sodikoff C.H., Charles H. Laboratory profiles of small animal diseases: a guide to laboratory diagnosis. Mosby Inc., 2001. Ed. 3.
  40. Watson T.D.G. Lipoprotein metabolism in dogs and cats // Comparative Haematology International. 1996. Vol. 6. N. 1. P. 17–23.
  41. Sherlock S., Dooley J. Diseases of the liver and biliary system. John Wiley & Sons, 2008.
  42. Terragni R., Morselli-Labate A.M., Vignoli M. et al. Is serum total LDH evaluation able to differentiate between alimentary lymphoma and inflammatory bowel disease in a real world clinical setting? // PLoS One. 2016. Vol. 11. N. 3. P. e0151641.
  43. Hoffman W.E., Renegar W.E., Dorner J.L. Alkaline phosphatase and alkaline phosphatase isoenzymes in the cat // Veterinary Clinical Pathology. 1977. Vol. 6. N. 3. P. 21–24.
  44. Everett R.M., Duncan J.R., Prasse K.W. Alkaline phosphatases in tissues and sera of cats // American Journal of Veterinary Research. 1977. Vol. 38. N. 10. P. 1533–1538.
  45. Kongtasai T., Paepe D., Meyer E. et al. Renal biomarkers in cats: A review of the current status in chronic kidney disease // Journal of Veterinary Internal Medicine. 2022. Vol. 36. N. 2. P. 379–396.
  46. Aroch I., Keidar I., Himelstein A. et al. Diagnostic and prognostic value of serum creatine-kinase activity in ill cats: a retrospective study of 601 cases // Journal of feline medicine and surgery. 2010. Vol. 12. N. 6. P. 466–475.
  47. Neumann S. Serum creatine kinase activity in dogs and cats with metabolic diseases // DTW. Deutsche Tierarztliche Wochenschrift. 2005. Vol. 112. N. 9. P. 343–347.
Received: 2022-11-22
Reviewed: 2023-01-10
Accepted for publication: 2023-01-30

You may be interested

NPO "Home of Pharmacy"

188663, Russia, Leningradskaya oblast', Vsevolozhskij rajon, g.p. Kuz'molovskij, Zavodskaya ulica, 3-245

© 2020 ООО «ИД «Русский врач»