Åben spor af γIFN for Friedreich Ataxia

Friedreich ataxia (FRDA) er en ødelæggende neurodegenerativ sygdom, der rammer børn og unge voksne. Patienterne bliver gradvist ude af stand til at koordinere bevægelser og gang, indtil alvorlig funktionsnedsættelse opstår. De fleste patienter udvikler dilateret kardiomyopati og kongestiv hjertesvigt. Sygdommen er ikke-remissiv og forkorter den forventede levetid markant. FRDA er en genetisk sygdom, der nedarves på en autosomal recessiv måde. FRDA-patienter viser unormale GAA-tripletudvidelser inden for den første intron af frataxingenet, der forhindrer korrekt genekspression. Niveauerne af frataxin, et mitokondrielt protein involveret i jernmetabolisme og energiproduktion, er utilstrækkelige, og celler udsættes for langvarig stress og for tidlig død. For det meste påvirket af frataxin-mangel er perifere neuroner i dorsale rodganglier (DRG) og neuroner i cerebellar nucleus dentatus.

FRDA påvirker 1 ud af 50.000 individer i vestlige lande og har ingen godkendt behandling. Det er for nylig blevet vist, at interferon gamma (γIFN), en naturlig regulator af immunresponset og jernmetabolismen, stimulerer frataxin-gentransskription og fremmer frataxin-akkumulering i celler, herunder frataxin-defekte celler, der stammer fra FRDA-patienter. Desuden resulterer langvarig behandling af YG8R-mus, en dyremodel for FRDA, med γIFN i akkumulering af frataxin i DRG-neuroner og forhindrer signifikant forringelsen af ​​musenes sensorimotoriske præstationer over tid.

Da γIFN også er et lægemiddel tilgængeligt på markedet som et rekombinant protein (γIFN - 1b, TD Imukin® og Actimmune®), og allerede godkendt til to pædiatriske indikationer (malign osteopetrose og kronisk granuloumatøs sygdom), kunne det repræsentere et hurtigt tilgængeligt terapeutisk middel. mulighed for FRDA-patienter.

En stor hindring for effektivt at fastslå effektiviteten af ​​behandlingen i FRDA er manglen på pålidelige og følsomme biomarkører. Kliniske indikatorer (sygdomsspecifikke skalaer, tidsbestemte præstationstests) er tilbøjelige til inter-rater-variabilitet, og frem for alt, selvom de er gyldige og følsomme over for langsigtede ændringer, er de meget ineffektive til at fange ændringer i det korte tidsinterval (måneder), der typisk bruges i randomiserede kliniske forsøg (RCT'er).

De avancerede neuroimaging-teknikker såsom Voxel-Based Morphometri (VBM), Susceptibility Weighted Imaging (SWI), Diffusion Tensor Imaging (DTI) og funktionel magnetisk resonansbilleddannelse (fMRI) kunne tilbyde objektive indikatorer for sygdomsprogression, der kunne tjene som paraklinisk slutpunkt i terapeutiske forsøg. Surrogat-endepunkter baseret på neuroimaging-indikatorer er blevet brugt i vid udstrækning i andre neurologiske sygdomme, såsom multipel sklerose, og deres introduktion fremskyndede betydeligt anerkendelsen af ​​effektive behandlinger og deres longitudinelle evaluering.

I de sidste år har in vivo MR-undersøgelser givet information om skaden af ​​cerebellare, cerebrale og rygmarvsområder involveret i FRDA og andre genetisk bestemte ataksier, som kunne være nyttige til at overvåge sygdomsprogression.

Med fremkomsten af ​​VBM er det muligt at kvantificere graden af ​​atrofi, at overvåge den i tide og at identificere forskellige mønstre, der er typiske for en specifik form for ataksi. Forskellige undersøgelser har påvist en signifikant sammenhæng mellem graden af ​​cerebellar atrofi, sværhedsgraden af ​​det kliniske billede og også varigheden af ​​sygdommen.

Et pilotstudie udført i en kohorte af 9 FRDA-ramte unge, som gennemgik en 6-måneders behandling med deferipron, viste en signifikant reduktion i det gennemsnitlige R2*-signal i cerebellare dentate kerner, et jernvævslagerindeks. Ændringer af fMRI-mønsteret som svar på specifikke opgaver, der involverer både motorikken og planlægningsevnen, er også blevet demonstreret hos FRDA-patienter, og fMRI-baserede protokoller kunne tilbyde en supplerende indikator for sygdomsprogression eller terapiinduceret modifikation.

Mål og formål med den foreslåede undersøgelse:

• Test sikkerheden af ​​γIFN-behandling givet i 6 måneder ved slutdosis på 200 mcg tre gange ugentligt hos FRDA-patienter.
• Test effekten af ​​γIFN-behandling på sygdomsspecifik klinisk skala (SARA)
• Test effekten af ​​en sådan behandling på et sæt sekundære billeddannelses-, laboratorie- og kliniske slutpunkter:

• fMRI-ændringer hos FRDA-patienter, der udfører fingertap-protokollen

  • DTI parametre
  • Tykkelsen af ​​ventrikulær væg målt ved økardiogram (EcoCG)
  • Tykkelse af RNFL målt ved OCT
  • Frataxinniveauer i cellelysater fremstillet af mononukleære celler fra perifert blod (PBMC)
  • Ændringer i livskvalitet og handicappåvirkningsmåling. Hvilket tidligere arbejde er dette projekt baseret på? Beviser for den mulige effektivitet af rekombinant γIFN i FRDA er blevet indsamlet både i dyremodellen for sygdommen og i FRDA-patienter. Hos FRDA-patienter rapporterede et nyligt afsluttet fase II-forsøg signifikant forbedring i forhold til FARS-evalueringen efter 3 måneders behandling på 100 mcg, 3 gange om ugen. Desuden tyder et andet nyligt afsluttet fase II-studie på, at doseringen på 200 mcg er rimeligt veltolereret hos FRDA-patienter.

En artikuleret MR-protokol for FRDA-patienter i alderen 12-50, som inkluderede DTI, VBM og fMRI efter et selektivt motorisk paradigme, er blevet testet, valideret og implementeret i investigators Institute. Ved denne protokol evaluerede efterforskerne 22 FRDA-patienter og 15 alders- og kønsmatchede raske kontroller og fandt signifikante forskelle i DTI-parametre (FA & MD) i cerebellar hvid substans, lange sensoriske og motoriske kanaler, store commissurale kanaler og i FED-signal intensitet og fordeling af FED-signal under udførelse af en fingertap-test. Disse sidstnævnte sygdomsspecifikke ændringer var mest tydelige i den ipsilaterale cerebellar cortex. De observerede ændringer korrelerede med graden af ​​neurologisk og funktionel svækkelse målt med validerede skalaer.

Disse foreløbige resultater indikerer, at DTI- og fMRI-ændringer kan fungere som effektive surrogat-endepunkter i RCT for FRDA-patienter.

Design Open label pilotundersøgelse. Primært sikkerhedsslutpunkt: Sikkerhed af γIFN 6 måneders behandling ved doser på 200 mcg 3 gange om ugen Primært effektmål: SARA-score ændrer sig i behandlingsperioden sammenlignet med dem, der er registreret under før-behandlingsperioden og opfølgningen efter behandling periode

Sekundære slutpunkter:

o ændringer i: FED-signal opnået under den selektive motoriske opgave (tryk med fingeren)

• DTI-parametre (FA, MD) i cerebellar hvid substans, de lange og commissurale kanaler

• Ventrikulær vægtykkelse (Eco CG)

  • RNFL tykkelse (OCT)

• Frataxinindhold i PBMC
• Ændringer i QoL-mål (SF-36)
• Ændringer i handicapmål (WHO-DAS 2.0)

Emner

Inklusionskriterier:

• Molekylært defineret FRDA,
• villighed til at deltage i undersøgelsen og underskrivelse af den informerede samtykkeerklæring.

For at kontrollere for den igangværende forværring forbundet med sygdommen, vil efterforskerne kun rekruttere de patienter, der allerede var blevet undersøgt med MR-protokollen og de funktionelle skalaer angivet nedenfor 12 måneder før begyndelsen af ​​denne undersøgelse.

Ekskluderingskriterier:

• tilstedeværelse af enhver kontraindikation for MR-undersøgelse,
• tilstedeværelse af klinisk signifikant hjerte-, lever- eller nyresygdom eller andre medicinsk ustabile tilstande.
• Kendt følsomhed over for γIFN.
• Tidligere eksponering for rekombinant hæmatopoietin.
• Løbende brug af desferipron eller anden specifik FRDA-behandling
• graviditet eller amning

Undersøgelse af lægemidlet γIFN (Imukin 100 mcg/hætteglas)

Behandling vil være:

1. st to uger: 100 mcg/tre gange om ugen Fra den 3. uge: 200 mcg tre gange om ugen i de følgende 22 uger

   Billedprotokol

   MR-undersøgelsen vil blive administreret ved 4 T-punkter:

   - T-12 til -6: til dette punkt vil de data, der allerede er gemt i det sidste år fra den offentliggjorte efterforskers MRI-undersøgelse af 18 forsøgspersoner blive brugt

   - T0: på tidspunktet for rekruttering

   - T6: efter 6 måneders behandling

   - T+6: 6 måneder efter behandlingsafslutning. Protokollen vil blive erhvervet på en 3 T scanner udstyret med en 32-kanals hovedspole og vil inkludere morfologiske, strukturelle (DTI) og funktionelle (fMRI) sekvenser.

   En 3D T1-vægtet TFE-sekvens (TR/TE=8,2/3,7, voxelstørrelse= 1x1x1 mm, 150 skiver) vil blive erhvervet for at opnå morfologiske data, der er egnede til volumetrisk analyse for voxel-baseret morfometri.

   DTI-dataene vil blive indsamlet ved hjælp af en T2-vægtet EPI-sekvens (voxelstørrelse =2,5x2,5x2,5 mm) langs 32 ikke-kollineære retninger med flere b-værdier (0, 300, 1100 sek/mm2) og vil blive evalueret off-line med Tortoise dedikerede software. Funktionelle data vil blive indsamlet ved hjælp af en T2-vægtet EPI-sekvens (TR/TE=2000/20, tykkelse=2,5 mm, 40 skiver), der dækker hele hjernen og lillehjernen.

   Funktionelle billeder vil blive erhvervet under en opgave, der indebærer manuel koordinering og præcision, for at teste mulig effekt af behandlingen over den funktionelle organisering af motoriske netværk.

   Laboratorieprotokol Eco CG undersøgelse vil blive udført ved T0, T6, T+6 med etableret protokol. Overvågning af frataxinniveauer vil blive udført ved T0, T3 (efter 3 måneder) og T6 (efter 6 måneder).

   Kliniske foranstaltninger og sikkerhedsmonitorering En uddannet neurolog vil besøge hver patient ved T0, T3, T6 og T+6 og rapportere alle vitale tegn og registrere andre objektive fund, herunder uønskede hændelser (AE).

   En detaljeret tjekliste med alle de kendte AE rapporteret med γIFN-behandling vil blive præsenteret for hver deltager ved T0, T3, T6.

   Følgende blodprøve vil blive udført ved T0, T3, T6:

   -Celleblodtælling, erytrocytsedimentationshastighed, Ca2+, Cl-, Na+, Mg2+, K+, Albumin, Globuliner, Glucose, Urinstof i blodet, Nitrogen, Urinsyre, Kreatinin, Aspartat Transaminase, Alanin Transaminase, Jern, Ferritin, Transferrin

   Statistisk analyse For MRI-protokollen vil hvert datasæt blive behandlet med en dedikeret pipeline og passende software.

   T1-volumenerne vil blive behandlet efter standard FMRIB Software Library (FSL) pipeline og udføre VBM. Som første trin vil der blive oprettet en undersøgelsesspecifik skabelon af gråt stof ved hjælp af rutinen "buildtemplateparallel" af Advanced Normalization Tools (ANTs), som udfører en iterativ skabelonkonstruktion med elastiske transformationer.

   DTI-dataene vil blive korrigeret for hvirvelstrømme og bevægelsesartefakter, og derefter vil diffusionstensoren blive beregnet ved hjælp af den ikke-lineære mono-eksponentielle diffusionsmodel, der opnår kort over "fraktionel anisotropi" (FA), "middeldiffusivitet" (MD), "radial diffusivitet" (RD) og "aksial diffusivitet" (AD).

   For at kvantificere de statistiske forskelle over tid, vil alle forsøgspersoners diffusionsdata blive flyttet til et fælles rum gennem rigide, affine og diffeomorfe registreringer baseret på selve diffusionstensoren. Ved at bruge transformationerne beregnet på tensorerne, vil 3 forskellige test blive udført:

   - Tract Based Spatial Statistics (TBSS);

   - Voxel-mæssig statistisk analyse baseret på permutationer;

   - Statistisk analyse af regioner af interesse (ROI) med generaliserede lineære modeller (GLM).

   fMRI-dataene vil blive behandlet ved hjælp af Statistical Parametric Mapping 8 (SPM8). En Fixed Effect-analyse på første niveau vil blive udført på hvert emne ved hjælp af global lineær model og bevægelsesparametre som forvirring. Til analyse på gruppeniveau vil der blive udført en tilfældig effektanalyse med kontraster opnået i enkelt-emne-trinsanalysen. En t-test med to eksempler vil endelig blive beregnet for at kontrollere forskelle i aktiveringer over tid.

   Alle tidsafhængige data (inklusive ROI-vise neuroimaging-resultater) vil blive analyseret ved hjælp af multivariate lineære blandede modeller, inklusive tidspunkter som en gentagen inden-subjektfaktor og inkluderet køn, alder ved debut, sygdomsvarighed, uddannelsesår og antal GAA1-gentagelser inden for den mindre FXN-allel som kovariater uden interesse. N tilfælde af en statistisk signifikant (p<0,05) samlet effekt af tid, vil parvise sammenligninger mellem tidspunkter blive udført og korrigeret for flere sammenligninger på tværs af par af tidspunkter. Korrelationsanalyse vil også blive udført mellem mulige ændringer i SARA-scoringer mellem på hinanden følgende tidspunkter og de respektive ændringer i de MRI-afledte strukturelle og funktionelle mål.

   Referencer (forskningsprojekt):

   - Akhlaghi H, Yu J, Corben L, Georgiou-Karistianis N, Bradshaw JL, Storey E, Delatycki MB, Egan GF. Kognitive mangler i Friedreich-ataksi korrelerer med mikrostrukturelle ændringer i dentatorubrale trakt. Lillehjernen. 2. oktober 2013.

   - Akhlaghi H, Corben L, Georgiou-Karistianis N, Bradshaw J, Delatycki MB, Storey E, Egan GF. En funktionel MR-undersøgelse af motorisk dysfunktion i Friedreichs ataksi. Brain Res. 30. august 2012;1471:138-54.

   - Boddaert N, Le Quan Sang KH, Rötig A, Leroy-Willig A, Gallet S, Brunelle F, Sidi D, Thalabard JC, Munnich A, Cabantchik ZI. Selektiv jernkelering i Friedreich-ataksi: biologiske og kliniske implikationer. Blod. 1. juli 2007;110(1):401-8.

   - Della Nave R, Ginestroni A, Tessa C, Salvatore E, Bartolomei I, Salvi F, Dotti MT, De Michele G, Piacentini S, Mascalchi M. Hvidt stof i hjernen trakterer degeneration i Friedreich ataksi. En in vivo MR-undersøgelse ved hjælp af trakt-baseret rumlig statistik og voxel-baseret morfometri.Neuroimage. 2008a Mar 1;40(1):19-25.

   - Della Nave R, Ginestroni A, Tessa C, Cosottini M, Giannelli M, Salvatore E, Sartucci F, De Michele G, Dotti MT, Piacentini S, Mascalchi M. Hjernestrukturel skade i spinocerebellar ataksi type 2. En voxel-baseret morfometri undersøgelse. Mov Disord. 2008b 30. april;23(6):899-903. doi: 10.1002/mds.21982.

   - Di Prospero NA, Baker A, Jeffries N, Fischbeck KH. Neurologiske virkninger af højdosis idebenon hos patienter med Friedreichs ataksi: et randomiseret, placebokontrolleret forsøg. Lancet Neurol. 2007 okt;6(10):878-86.

   - Georgiou-Karistianis N, Akhlaghi H, Corben LA, Delatycki MB, Storey E, Bradshaw JL, Egan GF. Nedsat funktionel hjerneaktivering i Friedreich-ataksi ved hjælp af Simon-effektopgaven. Hjerne og kognition 79 (2012) 200-208.

   - Jayakumar PN, Desai S, Pal PK, Balivada S, Ellika S, Kalladka D. Funktionelle korrelater af inkoordination hos patienter med spinocerebellar ataksi 1: en foreløbig fMRI-undersøgelse. J Clin Neurosci. 2008 Mar;15(3):269-77. doi: 10.1016/j.jocn.2007.06.021. Epub 2008 10. januar.

   - Mantovan MC, Martinuzzi A, Squarzanti F, Bolla A, Silvestri I, Liessi G, Macchi C, Ruzza G, Trevisan CP, Angelini C. Udforskning af mental status i Friedreichs ataksi: en kombineret neuropsykologisk, adfærdsmæssig og neuroimaging undersøgelse. Eur J Neurol. 2006 Aug;13(8):827-35.

   - Montermini L, Richter A, Morgan K, Justice CM, Julien D, Castellotti B, Mercier J, Poirier J, Capozzoli F, Bouchard JP, Lemieux B, Mathieu J, Vanasse M, Seni MH, Graham G, Andermann F, Andermann E, Melançon SB, Keats BJ, Di Donato S, Pandolfo M (1997) Fænotypisk variabilitet i Friedreich-ataksi: rolle for den tilknyttede GAA-triplet-gentagelsesudvidelse. Ann Neurol 41:675-682.

   - Ormerod IE, Harding AE, Miller DH, Johnson G, MacManus D, du Boulay EP, Kendall BE, Moseley IF, McDonald WI. Magnetisk resonansbilleddannelse ved degenerative ataksiske lidelser.

   - J Neurol Neurokirurgisk psykiatri. 1994 Jan;57(1):51-7. Anmeldelse.

   - Pfefferbaum A, Adalsteinsson E, Rohlfing T, Sullivan EV. MRI-estimater af hjernejernkoncentration ved normal aldring: sammenligning af feltafhængige (FDRI) og fase (SWI) metoder. Neurobillede. 2009 Aug 15;47(2):493-500.

   - Pierpaoli C, Walker L, Irfanoglu MO, Barnett A, Basser P, Chang L-C, Koay C, Pajevic S, Rohde G, Sarlls J og Wu M. 2010, TORTOISE: en integreret softwarepakke til behandling af diffusions-MR-data, ISMRM 18. årsmøde, Stockholm, Sverige, #1597

   - Prakash N, Hageman N, Hua X, Toga AW, Perlman SL, Salamon N. Mønstre af fraktioneret anisotropi-ændringer i hvidt stof i cerebellære peduncles adskiller spinocerebellar ataxia-1 fra multipel systematrofi og andre ataksisyndromer. Neurobillede. 2009 aug;47 Suppl 2:T72-81. doi: 10.1016/j.neuroimage.2009.05.013. Epub 2009 14. maj.

   - Schenck JF, Zimmerman EA. Højfelt magnetisk resonansbilleddannelse af hjernejern: fødsel af en biomarkør? NMR Biomed. 2004 Nov;17(7):433-45. Anmeldelse.

   - Schmitz-Hübsch T, du Montcel ST, Baliko L, Berciano J, Boesch S, Depondt C, Giunti P, Globas C, Infante J, Kang JS, Kremer B, Mariotti C, Melegh B, Pandolfo M, Rakowicz M, Ribai P, Rola R, Schöls L, Szymanski S, van de Warrenburg BP, Dürr A, Klockgether T, Fancellu R. Skala til vurdering og vurdering af ataksi: udvikling af en ny klinisk skala. Neurologi. 2006 Jun 13;66(11):1717-20.

   - Schulz JB, Dehmer T, Schöls L, Mende H, Hardt C, Vorgerd M, Bürk K, Matson W, Dichgans J, Beal MF, Bogdanov MB. Oxidativ stress hos patienter med Friedreich-ataksi. Neurologi. 2000 Dec 12;55(11):1719-21.

   - Seyer L, Greeley N, Foerster D et al. Åbent studie af Interferon gamma 1b (IFN-γ) i Friedreich-ataksi. Acta Neurologica Scandinavica 2014 21. okt. doi: 10.1111/ane.12337

   - Sormani MP, Bruzzi P. MRI-læsioner som et surrogat for tilbagefald ved multipel sklerose: en meta-analyse af randomiserede forsøg. Lancet Neurol. 2013 Jul;12(7):669-76. doi: 10.1016/S1474-4422(13)70103-0.

   - Stankiewicz J, Panter SS, Neema M, Arora A, Batt CE, Bakshi R. Jern i kroniske hjernesygdomme: billeddannelse og neuroterapeutiske implikationer. Neuroterapeutika. 2007 Jul;4(3):371-86.

   - Subramony SH, May W, Lynch D, Gomez C, Fischbeck K, Hallett M, Taylor P, Wilson R, Ashizawa T; Cooperative Ataxia Group. Måling af Friedreich-ataksi: Interrater-pålidelighed af en neurologisk vurderingsskala. Neurologi. 2005 Apr 12;64(7):1261-2.

   • Tai G, Corben LA, Gurrin L et al. En undersøgelse af op til 12 års opfølgning af Friedreich ataksi ved brug af fire måleværktøjer. JNNP 2014, 11. august som 10.1136/jnnp-2014-308022
   • Tomassini, B., Arcuri, G., Fortuni, S., Sandi, C., Ezzatizadeh, V., Casali, C., Condo, I., Malisan, F., Al-Mahdawi, S., Pook, M. og Testi R. (2012) Interferon gamma opregulerer frataxin og korrigerer de funktionelle mangler i en Friedreich-ataksimodel. Hum Mol Genet, 21, 2855-2861.
   • Trouillas P, Takayanagi T, Hallett M, Currier RD, Subramony SH, Wessel K, Bryer A, Diener HC, Massaquoi S, Gomez CM, Coutinho P, Ben Hamida M, Campanella G, Filla A, Schut L, Timann D, Honnorat J, Nighoghossian N, Manyam B. International Cooperative Ataxia Rating Scale for farmakologisk vurdering af cerebellar syndrom. Ataxia Neuropharmacology Committee i World Federation of Neurology. J Neurol Sci. 1997 12. februar;145(2):205-11.
   • Velasco-Sánchez D, Aracil A, Montero R, Mas A, Jiménez L, O'Callaghan M, Tondo M, Capdevila A, Blanch J, Artuch R, Pineda M. Kombineret terapi med idebenon og deferipron hos patienter med Friedreichs ataksi. Lillehjernen. 2011 Mar;10(1):1-8.
   • Villanueva-Haba V, Garcés-Sánchez M, Bataller L, Palau F, Vílchez J. Neuroimaging undersøgelse med morfometrisk analyse af arvelig og idiopatisk ataksi. Neurologi. 2001 Mar;16(3):105-11.
   • SKILDPADE https://science.nichd.nih.gov/confluence/display/nihpd/TORTOISE