Ataxie-telangiektázie: Léčba mitochondriální dysfunkce pomocí nikotinamidového ribosidu (ATNAD)

Ataxie Telangiektázie (A-T) je vzácný, genetický, progresivní, život omezující, neurodegenerativní stav postihující různé tělesné systémy, který má za následek ataxii, imunitní nedostatečnost, respirační komplikace a predispozici k rakovině. V současné době neexistuje žádný lék na AT.

V průběhu let měla řada malých klinických studií s použitím steroidů, antioxidantů a protizánětlivých látek malý úspěch. Přirozená historie onemocnění je neúprosná a vede k předčasné smrti. AT generuje významnou nemocnou zátěž pro jednotlivce, jejich širší rodiny a zdroje zdravotní péče. Vzhledem k tomu, že paliativní péče je jedinou současnou možností pro rodiny, studie léčby AT splňuje neuspokojenou potřebu. Naše skupina již dříve prokázala přesvědčivé důkazy o reverzibilní mitochondriální dysfunkci a buněčné smrti, které lze předejít v buňkách pacientů s A-T, a příznivé účinky heptanoátu (C7), primárního metabolitu triheptanoinu. C7 koriguje defekt v endoplazmatickém retikulu (ER)-mitochondriální signalizaci v A-T buňkách a má velký potenciál pro použití při léčbě pacientů. C7 byl během posledních 15 let účinně a bezpečně používán u vrozených poruch metabolismu (IEM), jako jsou defekty mastných kyselin s dlouhým řetězcem (LC-FAOD).

A-T je způsobeno genetickým defektem, který má za následek defektní serin/threonin proteinkinázu, známou jako ATM. Normálně ATM hraje ústřední roli při ochraně genomu před poškozením. Je stále více zřejmé, že ATM chrání buňky před oxidačním stresem. Tento protein je také přítomen mimo jádro, kde je aktivován oxidačním stresem prostřednictvím mechanismu odděleného od poškození DNA, což poskytuje vysvětlení, proč mají antioxidanty ochrannou roli v A-T buňkách v kultuře a na zvířecích modelech. Z těchto a dalších studií je zřejmé, že mitochondriální abnormality charakterizují ATM a bylo navrženo, že A-T by mělo být považováno, alespoň částečně, za mitochondriální onemocnění.

Doplnili jsme toto tvrzení tím, že jsme ukázali, že buňky s deficitem ATM (B3) jsou výjimečně citlivé na inhibici glykolýzy deprivací glukózy ve srovnání s kontrolami (HBEC). Prokázali jsme také tuto zvýšenou citlivost na nutriční deprivaci pro primární epiteliální buňky od pacientů a v imortalizovaných buňkách pacientů. Prokázali jsme, že to bylo způsobeno vadným sestavením vápníkového kanálu VDAC1-GRP75-IP3R1 a menším počtem kontaktních bodů ER-mitochondrie, jak bylo stanoveno transmisní elektronovou mikroskopií. To zase vedlo ke sníženému uvolňování vápníku z ER a menšímu přenosu do mitochondrií, což poskytuje další důkaz mitochondriální dysfunkce v A-T buňkách. Nedávno jsme dokončili klinickou studii fáze 2A/B zkoumající účinnost a snášenlivost C7 u pacientů s AT (https://classic.clinicaltrials.gov/NCT04513002).

Nikotinamid adenindinukleotid (NAD+) je nezbytným kofaktorem pro mnoho buněčných enzymů, včetně těch, které se podílejí na mitochondriální biogenezi a údržbě. Nikotinamid adenindinukleotid existuje ve dvou formách, včetně oxidované (NAD+) a redukované (NADH) formy, a hraje klíčovou roli v intermediárním metabolismu jako povinný partner v mnoha oxidačních/redukčních reakcích. Buněčný fond NAD+ a NADH je přísně regulován pečlivou rovnováhou mezi jeho biosyntézou a jeho rozkladem enzymy spotřebovávajícími NAD+. Nedostatek NAD+ hraje roli v mechanismech onemocnění, které jsou základem poruch opravy DNA. Poškození mitochondrií a deplece NAD+ jsou klíčovými znaky ataxie telangiektázie.

Myši s deficitem ATM mají neuronální deficit NAD+, zejména v cerebellum.

Fang a kol. prokázali, že mitochondriální dysfunkce při deficitu ATM je spojena s inhibicí NAD+/SIRT1. Doplňování NAD+ významně prodlužuje životnost a zlepšuje životnost jak u ATM červů, tak u myší prostřednictvím mitofágie a opravy DNA. Léčby, které doplňují intracelulární NAD+, snižují závažnost A-T neuropatologie, normalizují nervosvalové funkce, oddalují ztrátu paměti a prodlužují životnost v obou zvířecích modelech. Mechanicky, léčby, které zvyšují intracelulární NAD+, také stimulují opravu neuronální DNA a zlepšují kvalitu mitochondrií prostřednictvím mitofágie.

Imunitní deficit je u AT častý, přičemž většina pacientů má defekty humorální a buněčné imunity zahrnující deficit imunoglobulinu-A, imunoglobulinu-G2 a imunoglobulinu-G a lymfopenii s nízkým počtem celkových a naivních CD4 T buněk. Asi 10 % pacientů s klasickou ataxií-teleangiektázií má hypogamaglobulinémii s normálními nebo zvýšenými hladinami imunoglobulinu-M a následuje těžký průběh onemocnění. Rozpoznání cizích nebo nesprávně umístěných nukleových kyselin je jedním z hlavních způsobů, kterými imunitní systém detekuje patogenní entity. Když je snímána cytosolická DNA, signál je přenášen cestou cGAS-STING.

Buňky s deficitem ATM vykazují zvýšené hladiny proteinů indukovaných INF, což je rys také hlášený v séru pacientů s A-T. Dvojitý knockout genů ATM a STING u myší zeslabil autoinflamatorní fenotypy, které se dále snížily, když byl u těchto myší odstraněn také gen cGAS. Inhibice dráhy cGAS-STING zlepšuje fenotyp předčasného stárnutí u AT mozkových organoidů. Podobné zánětlivé projevy jsou pozorovány u pacientů s vaskulopatií spojenou se STING v kojeneckém věku, což je autozomálně dominantní interferonopatie typu 1.

Dvě skupiny zkoumaly suplementaci nikotinamidovým ribosidem (NR) u malých skupin pacientů s A-T prostřednictvím klinických studií s jedním ramenem, otevřeným přístupem a důkazem konceptu. Oba prokázali zlepšení ve validovaných škálách ataxie. Bylo pozorováno zlepšení hladin imunoglobulinu-G (IgG), u NFlc nebyly zaznamenány žádné změny. Zlepšení byla ztracena v období vymývání. NR byla dobře tolerována bez hlášených nežádoucích účinků.

Toto je jednoramenná otevřená klinická studie zaměřená na ataxii-telangiektázii k testování účinků nikotinamidu ribosidu na váhy ataxie, imunitní funkce a lehký řetězec neurofilamentů.

Dávka bude podávána formou perorální suplementace tobolkami 25 mg/kg/den rozdělená do 3 dávek (max. 300 mg 3krát denně). Dávkování bude probíhat ve 3 stejných dávkách 3krát denně.

Primární cílový ukazatel účinnosti: Zlepšení alespoň o ½ standardní odchylky v klíčových klinických škálách, které zahrnují buď; a) významné zlepšení celkových kombinovaných skóre ze škál SARA a ICARS a/nebo b) významné zlepšení jakýchkoliv aspektů škál SARA a ICARS jednotlivě, zejména pokud jde o; Zlepšení držení těla a chůze, Zlepšená rychlost slabik a artikulace, Zlepšení jemné motoriky.

Sekundární koncové body zahrnují: Sérová analýza lehkého řetězce neurofilament (Nfl). Epigenetický podpis interferonu 1. typu (INFs), konkrétně dráha cGAS-STING.

Bezpečnostní koncové body: Nežádoucí účinky související s léčbou, rutinní hematologické a biochemické analýzy, dotazník o vedlejších účincích dětské epilepsie (PESQ), pravidelná klinická hodnocení.