Fenylbutyrát pro encefalopatii STXBP1 a neurovývojovou poruchu SLC6A1

STXBP1 encefalopatie (STXBP1-E) je devastující neurovývojová porucha, která často začíná v dětství. Intelektuální postižení je základním rysem, často závažným až hlubokým. Téměř všichni mají epilepsii (95 % v největší sérii). Epilepsie je klinicky heterogenní a může se projevovat jako dobře definovaný epileptický syndrom (např. časná dětská epileptická encefalopatie, infantilní křeče, epilepsie s migrujícím fokálním záchvatem v dětství nebo Dravetův syndrom) nebo jako nesyndromická epilepsie. Z jedné třetiny jsou záchvaty refrakterní na léky. Postižení jedinci mohou mít autistické rysy (1 z 5), nízký tonus, poruchy pohybu (včetně ataxie a bruxismu), abnormální EEG (> 60 % s fokálními nebo multifokálními epileptiformními výboji) a/nebo abnormální zobrazení mozku MRI (atrofie, tenký korpus callosum, opožděná myelinizace). Klinické spektrum je široké – někteří jedinci jsou hluboce postiženi záchvaty, které začínají v prvních dnech života; zatímco jiní mohou mít několik záchvatů v pozdním dětství a mírné poruchy učení.

Knokautované myši STXBP1 vykazují normální ranou mozkovou sestavu s následnou degenerací, sníženým růstem neuritů a zcela zrušeným uvolňováním neurotransmiterů Tyto myši umírají krátce po narození. Heterozygotní myši STXBP1 jsou podobné myším divokého typu, kromě toho, že mají abnormální chování během spánku (záškuby a skoky) a abnormality EEG. Heterozygotní myši STXBP1 tedy rekapitulují některé aspekty lidského onemocnění, ačkoli nemají ani záchvaty, ani zjevné abnormality chování. Neurony pocházející z lidských embryonálních kmenových buněk upravené pro ztrátu funkce STXBP1 vykazují normální počáteční synaptogenezi, velikost synapse a velikost soma; avšak heterozygoti vykazují snížené uvolňování neurotransmiterů odpovídající sníženým hladinám STXBP1, zatímco homozygotní ztráta funkce způsobuje významnou neurální degeneraci. Publikované experimenty na neuronových liniích odvozených od postižených pacientů ukazují snížený protein STXBP1, chybnou lokalizaci proteinu STXBP1 a snížený růst neuritů. Časné práce v heterologních buněčných liniích prokázaly, že mutace STXBP1 způsobují nesprávné skládání proteinu, což vede k agregaci mutantního proteinu s divokým typem STXBP1.

V laboratorních podmínkách stabilizace proteinového sbalení proteinového produktu STXBP1 chemickými chaperony zachránila molekulární a funkční deficity ve všech testovaných modelech s použitím kteréhokoli ze tří chemických chaperonů: sorbitolu, trehalózy a 4-fenylbutyrátu. Sorbitol a trehalóza jsou cukry a budou metabolizovány ve střevech. 4-fenylbutyrát je však dostupný jako lék schválený FDA, buď prostřednictvím fenylbutyrátu sodného nebo glycerolfenylbutyrátu. Glycerolová formulace je lépe tolerována, proto tato studie.

SLC6A1 související neurovývojová porucha (SLC6A1-NDD) začíná v raném dětství a je charakterizována epilepsií (~91 %, typicky generalizovaná) a vývojovým zpožděním (~82 %). Epilepsie je typicky generalizovaná (absence, atonická, myoklonická, generalizovaná tonicko-klonická), i když je někdy fokální. Podstatné menšiny mají poruchu autistického spektra, pohybovou poruchu nebo problémy s pozorností či agresivitou.

Proteinovým produktem SLC6A1 je GABA transportní protein typu 1 (GAT-1), který je důležitý pro homeostázu GABA v mozku. Patogenní mutace v SLC6A1 vedou ke ztrátě funkce a haploinsuficienci. Předběžné údaje naznačují dramatické zhoršení vychytávání GABA v buňkách s homozygotními variantami proteinu GAT-1, které se zlepšuje podáváním fenylbutyrátu.

Výzkumníci zahajují výzkum fenylbutyrátu pro STXBP1-E a SLC6A1-NDD touto pilotní studií (tj. studie fáze 1), abychom (a) porozuměli bezpečnosti a snášenlivosti léku u dětí s STXBP1-E a SLC6A1-NDD, (b) porozuměli maximálním plazmatickým koncentracím za účelem odhadu hladin CSF a (c) vytvořili průzkumné informace o klinických výsledcích jako prostředku k odhadu velikosti účinku a pilotní sérii klinických testů pro STXBP1-E a SLC6A1-NDD pro budoucí studie.