Protizánětlivá plicní terapie pacientů s cystickou fibrózou (CF) s amitriptylinem a placebem (APA-IIb)

Cystická fibróza (CF), nejběžnější autozomálně recesivní onemocnění alespoň v západních zemích, je způsobena mutacemi molekuly regulátoru transmembranózní vodivosti cystické fibrózy (CFTR) a postihuje přibližně 40 000 pacientů v Evropě. U většiny, pokud ne u všech pacientů s CF se rozvine chronická plicní infekce Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa). V současnosti není známo, proč jsou pacienti s CF vysoce citliví na infekce P. aeruginosa, a co je nejdůležitější, není k dispozici žádná kurativní léčba cystické fibrózy.

Naše studie poskytly nový patofyziologický koncept pro cystickou fibrózu. Výzkumníci prokázali, že ceramid hraje klíčovou roli ve vývoji cystické fibrózy a vysoké citlivosti myší s deficitem Cftr na infekci P. aeruginosa (1,2). Pomocí biochemických technik, fluorescenční mikroskopie a hmotnostní spektrometrie výzkumníci zjistili, že ceramid se hromadí v plicích různých myších kmenů s deficitem Cftr dříve, než dojde k jakékoli infekci, zejména v epiteliálních buňkách velkých a malých průdušek a v alveolárních makrofázích. Akumulace ceramidu v Cftr-deficientních epiteliálních buňkách může být zprostředkována zvýšením pH ze 4,5 na 6,0 v sekrečních lysozomech a pre-lysozomech Cftr-deficientních buněk. Změna pH má za následek přibližně 90% snížení aktivity kyselé ceramidázy, která spotřebovává ceramid, a snížení pouze 35% aktivity kyselé sfingomyelinázy, která uvolňuje ceramid. Nerovnováha v aktivitě těchto dvou enzymů, při níž relativní nadměrná aktivita kyselé sfingomyelinázy produkuje ceramid, pak může vést k akumulaci ceramidu. Částečná inhibice kyselé sfingomyelinázy, buď geneticky nebo farmakologicky, vrací koncentrace ceramidu na téměř normální hladiny v plicích myší s deficitem Cftr. Genetické inhibice kyselé sfingomyelinázy bylo dosaženo křížením myší s deficitem Cftr s myšmi s deficitem kyselé sfingomyelinázy za vzniku myší s deficitem Cftr a heterozygotních pro kyselou sfingomyelinázu (myši Cftr-/-/Smpdl+/-). Aktivita kyselé sfingomyelinázy v plicích těchto myší byla přibližně o 50 % nižší než v plicích myší divokého typu. Farmakologické inhibice kyselé sfingomyelinázy bylo dosaženo ošetřením myší s deficitem Cftr funkčním inhibitorem kyselé sfingomyelinázy amitriptylinem (1,2). Zvýšené koncentrace ceramidu v buňkách bronchiálního epitelu myší s deficitem Cftr spustily smrt těchto buněk, ukládání DNA v průduškách, chronický zánět plic a vysokou náchylnost myší s deficitem Cftr k plicním infekcím P. aeruginosa. Normalizace koncentrací ceramidů genetickými prostředky tyto změny normalizovala a farmakologická inhibice kyselé sfingomyelinázy těmto změnám zabránila. Akumulace ceramidu byla také pozorována v řasinkových nazálních epiteliálních buňkách, makrofázích a materiálech pro transplantaci plic od pacientů s CF (1-4). Toto zjištění naznačuje, že výsledky našich studií na myších platí také pro lidi s cystickou fibrózou. Dále výzkumníci aplikovali panel funkčních inhibitorů kyselé sfingomyelinázy a léčili myši s deficitem Cftr inhalací amitriptylinu, trimipraminu, desipraminu, chlorprotixenu, fluoxetinu, amlodipinu nebo sertralinu, z nichž všechny jsou funkčními inhibitory kyselé sfingomyelinázy. Tato inhalace snížila aktivitu kyselé sfingomyelinázy specificky v plicích a normalizovala koncentrace ceramidu v plicích, zánět a náchylnost k infekci (2). Nedávné poznatky C. Warda a spol. potvrdily akumulaci ceramidu ve vzorcích plic od pacientů s CF (5).

Klinické údaje:

1. Pilotní studie - Na základě amitriptylinem zprostředkované ochrany myší s deficitem Cftr výzkumníci zahájili malou klinickou zkříženou studii se 4 pacienty s cystickou fibrózou, kteří byli léčeni amitriptylinem nebo placebem. Výsledky odhalily klinicky relevantní zvýšení funkce plic (stanovené jako FEV1) u všech pacientů s cystickou fibrózou po léčbě amitriptylinem po dobu 2 týdnů.
2. Fáze IIa – Pozitivní data pilotní studie nás povzbudila k zahájení zkřížené studie fáze IIa u 18 pacientů a ke zkoumání příznivého účinku amitriptylinu na cystickou fibrózu u větší populace pacientů, abychom prokázali bezpečnost, biochemicky prokázali mechanismy účinku, a pro zjištění dávky amitriptylinu (25 mg/den, 50 mg/den, 75 mg/den). Amitriptylin byl ve skupině pacientů dobře tolerován a na konci 28denního cyklu nebyly zaznamenány žádné SAE. Z 80 nežádoucích účinků bylo 35 souvisejících nebo možná souvisejících s medikací. Dva dobře známé nežádoucí účinky amitriptylinu, tj. xerostomie a únava, se významně lišily mezi placebem a třemi skupinami léčenými amitriptylinem, ale byly většinou přechodné. FEV1 byla analyzována v analýze podle protokolu ve 13, 7, 8 a 8 dostupných cyklech pacientů, kteří dostávali placebo, 25 mg, 50 mg nebo 75 mg amitriptylinu/den, v daném pořadí. Po 14 dnech léčby se primární cílový ukazatel FEV1 významně zlepšil ve skupině s 25 mg/den amitriptylinu ve srovnání s placebem (FEV1: +5,0 % ve srovnání se skupinou s placebem; p = 0,048). Při podávání 50 mg a 75 mg amitriptylinu nebyla pozorována žádná významná změna funkce plic (6).
3. Fáze IIb – K vyhodnocení pozitivních dat studie fáze IIa zahájili výzkumníci v roce 2009 studii fáze IIb s paralelním uspořádáním skupin.