Anti-inflammatorisk pulmonal terapi af cystisk fibrose (CF) patienter med amitriptylin og placebo (APA-IIb)

Cystisk fibrose (CF), den mest almindelige autosomale recessive lidelse i det mindste i de vestlige lande, er forårsaget af mutationer i cystisk fibrose transmembranøs konduktansregulatormolekyle (CFTR) og påvirker omkring 40.000 patienter i Europa. De fleste, hvis ikke alle, CF-patienter udvikler en kronisk lungeinfektion med Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa). På nuværende tidspunkt er det ukendt, hvorfor CF-patienter er meget følsomme over for P. aeruginosa-infektioner, og vigtigst af alt er der ingen helbredende behandling for cystisk fibrose tilgængelig.

Vores undersøgelser gav et nyt patofysiologisk koncept for cystisk fibrose. Forskerne påviste, at ceramid spiller en afgørende rolle i udviklingen af ​​cystisk fibrose og den høje følsomhed af Cftr-mangelfulde mus over for infektion med P. aeruginosa (1,2). Ved hjælp af biokemiske teknikker, fluorescensmikroskopi og massespektrometri fandt forskerne, at ceramid akkumuleres i lungerne af forskellige Cftr-deficiente musestammer, før der opstår infektion, især i epitelcellerne i store og små bronkier og i alveolære makrofager. Akkumuleringen af ​​ceramid i Cftr-deficiente epitelceller kan medieres af en stigning i pH fra 4,5 til 6,0 i sekretoriske lysosomer og præ-lysosomer af Cftr-deficiente celler. Ændringen i pH resulterer i en reduktion på ca. 90 % i aktiviteten af ​​sur ceramidase, som forbruger ceramid, og en reduktion på kun 35 % i aktiviteten af ​​sur sphingomyelinase, som frigiver ceramid. En ubalance i aktiviteten af ​​disse to enzymer, hvorved en relativ overaktivitet af sur sphingomyelinase producerer ceramid, kan derefter resultere i en ophobning af ceramid. Delvis hæmning af sur sphingomyelinase, enten genetisk eller farmakologisk, bringer ceramidkoncentrationer tilbage til næsten normale niveauer i lungerne hos mus med Cftr-mangel. Genetisk inhibering af sur sphingomyelinase blev opnået ved at krydse Cftr-deficiente mus med sur sphingomyelinase-deficiente mus for at skabe mus, der mangler Cftr og heterozygote for sur sphingomyelinase (Cftr-/-/Smpd1+/- mus). Aktiviteten af ​​sur sphingomyelinase i lungerne hos disse mus var ca. 50 % lavere end i lungerne hos vildtype mus. Farmakologisk hæmning af sur sphingomyelinase blev opnået ved at behandle Cftr-deficiente mus med den funktionelle sure sphingomyelinase-hæmmer amitriptylin (1,2). Øgede koncentrationer af ceramid i de bronchiale epitelceller fra Cftr-mangelfulde mus udløste død af disse celler, aflejring af DNA i bronkier, kronisk lungebetændelse og en høj modtagelighed af Cftr-deficiente mus for lungeinfektioner med P. aeruginosa. Normalisering af ceramidkoncentrationer ved hjælp af genetiske midler normaliserede disse ændringer, og farmakologisk hæmning af sur sphingomyelinase forhindrede disse ændringer. Ceramidakkumulering blev også observeret i cilierede nasale epitelceller, makrofager og lungetransplantationsmaterialer fra CF-patienter (1-4). Dette fund tyder på, at resultaterne af vores murine undersøgelser også gælder for mennesker med cystisk fibrose. Derefter anvendte efterforskerne et panel af funktionelle hæmmere af sur sphingomyelinase og behandlede Cftr-mangelfulde mus ved inhalation af amitriptylin, trimipramin, desipramin, chlorprothixen, fluoxetin, amlodipin eller sertralin, som alle er funktionelle hæmmere af sur sphingomyelinase. Denne inhalation reducerede aktiviteten af ​​sur sphingomyelinase specifikt i lungerne og normaliserede pulmonale ceramidkoncentrationer, inflammation og modtagelighed for infektion (2). Nylige resultater fra C. Ward og medarbejdere bekræftede akkumuleringen af ​​ceramid i lungeprøver fra CF-patienter (5).

Kliniske data:

1. Pilotundersøgelse - Baseret på den amitriptylin-medierede beskyttelse af Cftr-mangelfulde mus, indledte efterforskerne et lille klinisk krydsningsstudie med 4 patienter med cystisk fibrose, der blev behandlet med henholdsvis amitriptylin eller placebo. Resultaterne afslørede en klinisk relevant stigning i lungefunktionen (bestemt som FEV1) hos alle patienter med cystisk fibrose efter behandling med amitriptylin i 2 uger.
2. Fase IIa - De positive data fra pilotstudiet tilskyndede os til at påbegynde et fase IIa krydsningsstudie med 18 patienter og til at undersøge en gavnlig effekt af amitriptylin på cystisk fibrose i en større patientpopulation for at bevise sikkerhed, biokemisk bevise virkningsmekanismerne, og til dosisfinding af amitriptylin (25 mg/dag, 50 mg/dag, 75 mg/dag). Amitriptylin var veltolereret i patientgruppen, og der blev ikke registreret SAE'er ved slutningen af ​​det 28-dages forløb. Ud af de 80 bivirkninger var 35 relateret til eller muligvis relateret til medicinen. To velkendte bivirkninger af amitriptylin, dvs. xerostomi og træthed, var signifikant forskellige mellem placebo og de tre amitriptylin-behandlingsgrupper, men var for det meste forbigående. FEV1 blev analyseret i pr-protokolanalysen i 13, 7, 8 og 8 tilgængelige patientcyklusser, som havde fået placebo, henholdsvis 25 mg, 50 mg eller 75 mg amitriptylin/dag. Efter 14 dages behandling var det primære endepunkt FEV1 forbedret signifikant i 25 mg/d amitriptylingruppen i forhold til placebo (FEV1: +5,0 % sammenlignet med placebogruppen; p = 0,048). Der blev ikke observeret nogen signifikant ændring af lungefunktionen, når patienterne fik 50 mg og 75 mg amitriptylin (6).
3. Fase IIb - For at evaluere de positive data fra fase IIa-studiet indledte efterforskerne et fase IIb-studie i 2009 med et parallelt gruppedesign.