Mezinárodní registr a klinická studie Wolframova syndromu a poruch souvisejících s WFS1

Pozadí

Běžné projevy a přírodní historie Wolframův syndrom je autozomálně recesivní porucha charakterizovaná juvenilním diabetem, atrofií zrakového nervu a neurodegenerací. Mezi běžné projevy Wolframova syndromu patří: diabetes mellitus, atrofie zrakového nervu, centrální diabetes insipidus, senzorineurální hluchota, neurogenní měchýř a progresivní neurologické obtíže. Diabetes mellitus je typicky prvním projevem, obvykle diagnostikovaným kolem 6. roku věku. Atrofie zrakového nervu, vyznačující se ztrátou barevného vidění a periferního vidění, následuje kolem 11. roku věku. Centrální diabetes insipidus je dalším běžným projevem, který postihuje přibližně 70 procent Wolframu. Přibližně u 65 procent pacientů se rozvine senzorineurální hluchota, která může mít rozsah závažnosti od hluchoty začínající při narození až po mírnou ztrátu sluchu začínající v dospívání, která se časem zhoršuje. Problémy s močovými cestami jsou další velkou klinickou výzvou pro pacienty s Wolframovým syndromem, které postihují 60 až 90 procent této populace. Tyto problémy zahrnují obstrukci kanálků mezi ledvinami a močovým měchýřem, vysokokapacitní atonální močový měchýř, narušené močení, dyssynergii svěrače močového měchýře a potíže s kontrolou toku moči. Asi u 60 procent pacientů s Wolframovým syndromem se rozvinou neurologické projevy, nejčastěji se projevující jako problémy s rovnováhou a koordinací (ataxie) začínající v rané dospělosti. Atrofie mozkového kmene je také prominentním rysem, který často vede ke smrti sekundární k centrální apnoe.

Klasifikace Podle návrhu Mezinárodní klasifikace nemocí (MKN-11) je Wolframův syndrom kategorizován jako vzácně specifikovaný diabetes mellitus (podkategorie 5A16.1, Wolframův syndrom). Po diagnóze se nepoužívají žádné klasifikace nebo stagingové systémy.

Etiologie Nyní bylo zjištěno, že Wolframův syndrom je prototypem onemocnění endoplazmatického retikula (ER). ER je membránová síť v našich buňkách, která se podílí na syntéze proteinů, ukládání vápníku, redoxní regulaci, syntéze steroidů, buněčné signalizaci a buněčné smrti. Vzhledem k mnoha životně důležitým a komplexním funkcím ER není divu, že její selhání může vyvolat řadu onemocnění. Předchozí studie ukázaly, že pankreatické beta buňky a neurony jsou zvláště citlivé na dysfunkci ER, pravděpodobně kvůli jejich vysoké rychlosti syntézy proteinů. U Wolframova syndromu jsou pankreatické beta buňky a neuronové buňky selektivně zničeny v důsledku mutací v genu WFS1. Tento gen kóduje transmembránový protein lokalizovaný v ER a dysfunkce ER je hlavní patogenní složkou Wolframova syndromu. U Wolframova syndromu vedou mutace WFS1 ke zvýšeným hladinám stresu ER, dysfunkci beta buněk pankreatu a iniciaci buněčné smrti spojené se stresem ER. Malá část pacientů má mutace v genu WFS2 (CISD2). WFS2 také kóduje transmembránový protein lokalizovaný v ER. U pacientů s mutacemi WFS2 se uvádí diabetes mellitus a sluchové postižení. Jejich klinický fenotyp se liší od pacientů nesoucích mutace WFS1 pro absenci diabetes insipidus a pro přítomnost vředů v horním střevě a defektní agregaci krevních destiček, což naznačuje, že existují různé a překrývající se funkce WFS1 a WFS2.

Odůvodnění Wolframův syndrom je neurodegenerativní porucha zprostředkovaná ER stresem a charakterizovaná juvenilním diabetes mellitus, atrofií zrakového nervu a poruchou motorického, senzorického a autonomního nervového systému. Progresivní ztráta neuronální funkce je způsobena smrtí neuronových buněk. Prognóza tohoto syndromu je špatná, protože většina pacientů umírá předčasně s těžkým neurologickým postižením, jako je bulbární dysfunkce a organický mozkový syndrom, s mediánem věku při úmrtí 30 let (rozmezí 25-49 let), obvykle na respirační selhání v důsledku atrofie mozkového kmene. Zobrazovací a post mortem studie prokázaly difúzní neurodegenerativní změny v mozku. Jediné dostupné způsoby léčby zlepšují symptomy jednotlivých složek onemocnění, ale nezaměřují se na základní příčinu, a proto nejsou schopny zabránit progresi onemocnění, a tudíž jak jeho oslabujícímu, tak fatálnímu výsledku. Neexistují žádné účinné způsoby léčby Wolframova syndromu, a to ani z hlediska registrovaných léčivých přípravků v této indikaci, ani z hlediska běžně používané léčby nepodléhající registraci. Použití pečlivého klinického sledování a podpůrné péče neléčí samotný stav a působí pouze ke zmírnění vysilujících následků. Dále, ačkoli jsou činidla schválena pro jednotlivé složky Wolframova syndromu, žádná z těchto terapií není schopna zabránit pokračujícímu zhoršování stavu pacienta, protože neřeší základní příčinu. Existuje tedy naléhavá potřeba porozumět příčině onemocnění, identifikovat biomarkery a vyvinout léčbu zaměřenou na základní příčinu, aby se zastavila její progrese. Abychom naplnili tyto nenaplněné lékařské potřeby, budeme udržovat registr pacientů s Wolframovým syndromem.

Studovat design

Cíl 1. Vést registr pacientů s Wolframovým syndromem. K zařazení pacientů s Wolframovým syndromem bude na základě následujících diagnostických kritérií použit internetový registr.

Hlavní kritéria

• Diabetes mellitus
• Optická atrofie

Vedlejší kritéria

• Diabetes insipidus
• Diabetes mellitus > 16 let
• Optická atrofie >16 let
• Senzorická hluchota
• Neurologické příznaky (ataxie, epilepsie, kognitivní poruchy)
• Abnormality ledvinového traktu (strukturální nebo funkční)
• 1 ztráta funkční mutace ve WFS1/CISD2 A/OR rodinné anamnéze Wolframova syndromu

Minimální povinné

• 2 hlavní OR
• 1 hlavní plus 2 vedlejší kritéria NEBO
• Jsou identifikovány 2 patologické mutace WFS1 nebo CISD2

Další proměnné sugestivní důkazy

• hypogonadismus (muži)
• Absence autoprotilátek proti diabetu 1
• Oboustranná katarakta
• Psychiatrická porucha
• Gastrointestinální

Klinické informace týkající se věku diagnózy a progrese onemocnění budou shromážděny a analyzovány, aby bylo možné lépe definovat jeho přirozenou historii, spolu s potenciálními metabolickými fenotypy, jako je intolerance glukózy u heterozygotních rodičů a nepostižených sourozenců.

Pokud ještě není dokončeno, bude pacientovi (rodičům a sourozencům také pro kontrolní účely) odebrána krev pro sekvenční analýzu WFS1 a odeslána do CLIA certifikované laboratoře k definování mutace. Tyto informace budou přínosem pro rodiny pacientů a odesílající lékaře tím, že poskytnou genetickou diagnózu a tam, kde je to indikováno. Registr Wolframova syndromu bude podporovat mezinárodní spolupráci s cílem efektivněji a systematičtěji shromažďovat pacienty s Wolframovým syndromem a jejich klinická a experimentální data. Budeme pokračovat v zapisování pacientů a analýze jejich dat.

Účastníci registru se mohou také přihlásit do studie Wolfram Syndrome Research Clinic na Washingtonské univerzitě a dalších studií (TRACK IRB# 201104010). Pokud jsou způsobilí, bude je kontaktovat koordinátor studie výzkumné kliniky, aby vysvětlil studii a zjistil, zda mají zájem. Jejich kontaktní údaje nebudou předány hlavnímu zkoušejícímu výzkumné kliniky, pokud k tomu nedáte svolení. K účasti mohou být přizváni také jejich rodiče a nedotčení sourozenci.

Účastníci registru mohou být také způsobilí zapsat se do studie bezpečnosti Wolfram Dantrolene (IRB #201607006) a dalších nadcházejících klinických studií. Pokud jsou možná způsobilí, PI nebo klinický koordinátor pro danou studii je bude kontaktovat, aby vysvětlili studii, zda mají zájem. Jejich účast v této bezpečnostní studii a dalších budoucích klinických studiích nebude mít žádný vliv na vaši účast v Registru.

Potenciální přínos: Jak tento projekt přispěje literatuře a/nebo oboru? Věříme v silnou sílu vzácných onemocnění, zejména Wolframova syndromu, abychom porozuměli patogenezi a vyvinuli nové terapeutické modality pro častější onemocnění, včetně diabetu 1. typu a neurodegenerace. Naše studie o Wolframu může vést k průlomu v léčbě běžných onemocnění, jako je diabetes 1. typu, diabetes 2. typu a neurodegenerace, na kterých se podílí dysfunkce endoplazmatického retikula.

Cíl 2. Odebírat vzorky krve a moči od registrujících za účelem sledování hladin biomarkerů, identifikaci genů modifikujících onemocnění a pochopení mechanismů onemocnění.

Pacientům s Wolframovým syndromem, kteří se účastní studie registru, budeme odebírat vzorky krve až třikrát ročně a vzorky moči až třikrát ročně. Vzorek krve slouží k sekvenování genů způsobujících Wolframův syndrom, pokud již nebylo provedeno, ke sledování hladin biomarkerů, včetně vápníku, C-peptidu, cirkulující DNA beta buněk a neurotrofického faktoru odvozeného z mesencefalických astrocytů, aktivace calpainu-2 a stresu endoplazmatického retikula hladiny markerů a sekvenování nové generace pro identifikaci genů modifikujících onemocnění. Podobně bude moč použita pro monitorování hladin biomarkerů, včetně vápníku, C-peptidu, neurotrofického faktoru odvozeného z mesencefalických astrocytů, aktivace kalpainu-2 a hladin stresových markerů endoplazmatického retikula.

Odebereme vzorek krve rodičům pro sekvenování genů způsobujících Wolframův syndrom, pokud již nebylo provedeno, monitorujeme hladiny biomarkerů, včetně vápníku, C-peptidu, cirkulující DNA beta buněk, neurotrofického faktoru odvozeného z mesencefalických astrocytů, aktivace calpainu-2 a endoplazmatického hladiny markerů stresu retikula a sekvenování nové generace pro identifikaci genů modifikujících onemocnění. Podobně bude moč použita pro monitorování hladin biomarkerů, včetně vápníku, C-peptidu, neurotrofického faktoru odvozeného z mesencefalických astrocytů, aktivace kalpainu-2 a hladin stresových markerů endoplazmatického retikula.

Odebereme vzorky krve od nepostižených sourozenců. pacienta s Wolframovým syndromem pro sekvenování kauzativních genů Wolframova syndromu, pokud již nebylo provedeno, sledování hladin biomarkerů, včetně vápníku, C-peptidu, cirkulující DNA beta buněk, neurotrofického faktoru odvozeného z mesencefalických astrocytů, aktivace calpainu-2 a endoplazmatického retikula hladiny stresových markerů a sekvenování nové generace pro identifikaci genů modifikujících onemocnění. Podobně bude moč použita pro monitorování hladin biomarkerů, včetně vápníku, C-peptidu, neurotrofického faktoru odvozeného z mesencefalických astrocytů, aktivace kalpainu-2 a hladin stresových markerů endoplazmatického retikula.

Cíl 3. Jednorázově administrovat elektronický dotazník pro hodnocení činnosti všem žadatelům o registraci.

Všem jednotlivcům v registru (self-report nebo parent proxy) budeme elektronicky spravovat dotazník. Upravený dotazník bude zaslán všem účastníkům registru, aby měl velký vzorek a také větší zastoupení jedinců, kteří jsou starší nebo mají závažnější příznaky ve srovnání s těmi na klinice. Data budou shromažďována v REDCap a analyzována v Excelu a SPSS.

To má v konečném důsledku za cíl zvýšit účast na životních aktivitách a kvalitu života pro osoby s Wolframovým syndromem. Dotazník bude sloužit jako posouzení potřeb. Zjištěné potřeby povedou k vytvoření seznamu komplexních zdrojů pro rodiny s Wolframovým syndromem a pokynů pro OT klinické lékaře pracující s Wolframovým syndromem, které jsou dostupné online. Dlouhodobým cílem je nabízet OT služby prostřednictvím Washingtonské univerzity pro místní jedince s Wolframovým syndromem.

Cíl 4. Generování indukovaných pluripotentních kmenových buněk (volitelné):

Můžeme izolovat a kultivovat buňky z jejich kožních biopsií, vzorků krve nebo moči, uložit je a později přeprogramovat na indukované pluripotentní kmenové buňky (iPSC). Navíc můžeme geneticky upravit přeprogramované iPSC k zavedení nebo opravě mutací. Přeprogramované a/nebo geneticky upravené iPSC mohou být pro budoucí studie diferencovány na různé typy tkání. Uložené buňky z jejich vzorků i jejich deriváty mohou být také sdíleny s výzkumníky z Washingtonské univerzity, v jiných výzkumných centrech a institucích nebo s průmyslovými sponzory výzkumu.