Wirkung von Bezafibrat auf den Muskelstoffwechsel bei Patienten mit Fettsäureoxidationsdefekten (Bezafibrate)

Hintergrund und Forschungsziel:

Carnitin-Palmitoyltransferase II (CPTII) und Mangel an sehr langkettiger Acyl-CoA-Dehydrogenase (VLCAD) sind die beiden häufigsten Erbkrankheiten der mitochondrialen Fettsäureoxidation (FAO) bei Erwachsenen, die beide autosomal-rezessiv vererbt werden. Mitochondriale FAO spielt eine entscheidende Rolle für die Aufrechterhaltung der Energiehomöostase in Situationen wie Fasten, Fieber oder längerem Training, die sowohl eine Glukoseeinsparung als auch eine große Energiezufuhr erfordern. In diesen Situationen bevorzugen eine Reihe von Geweben wie Skelettmuskel, Herz und Leber Fettsäuren als Hauptenergiequelle. Langkettige Fettsäuren (LCFA), die den größten Teil der endogenen freien Fettsäuren darstellen, können nicht durch einfache Diffusion in das Kompartiment der mitochondrialen Matrix gelangen, und der Transfer von LCFA durch die mitochondrialen Membranen wird durch ein multienzymatisches System namens Carnitin-Palmitoyltransferase (CPT) gesteuert. bestehend aus zwei Enzymen: CPT I und II. CPT I, ein wichtiger regulatorischer Schritt der LCFA-Oxidation, befindet sich innerhalb der äußeren Mitochondrienmembran, während CPT II an der Innenseite der inneren Mitochondrienmembran angehängt ist. CPTs I und II katalysieren eine einzige Reaktion (Carnitin + Acyl-CoA ⇔ Acylcarnitin + CoA~SH) in Vorwärts- bzw. Rückwärtsrichtung. VLCAD ist an die innere Mitochondrienmembran gebunden und katalysiert den ersten Schritt der β-Oxidationsspirale langkettiger Fettsäuren (Izai et al., 1992).

Verschiedene Phänotypen von CPT II- und VLACD-Mangel wurden beschrieben. Schwere neonatale oder infantile klinische lebensbedrohliche Symptome können mit hypoketotischer Hypoglykämie, Leberversagen und Kardiomyopathie während der ersten Lebensmonate oder -jahre auftreten (Demaugre et al., 1991; Bonnefont et al., 1996; Vianey-Saban et al. 1998; Andresen et al., 1999). Umgekehrt sind die "erwachsenen" Formen dieser Erkrankungen weiter verbreitet und haben einen auf den Skelettmuskel beschränkten klinischen Ausdruck. Bei der letzteren Form tritt der Beginn am häufigsten bei Teenagern oder jungen Erwachsenen auf und ist hauptsächlich durch wiederkehrende Rhabdomyolyse-Episoden gekennzeichnet, die durch längere körperliche Betätigung, Fasten, Erkältung oder Fieber ausgelöst werden (DiMauro et al., 1973; Vianey-Saban et al. 1998). . Die wichtigste potenzielle Komplikation ist akutes Nierenversagen nach Rhabdomyolyse-Attacken.

Studien zur Kraftstoffnutzung bei Personen mit CPT II- und VLCAD-Mangel mit stabilen Isotopen während des Trainings haben gezeigt, dass die In-vivo-Oxidation von LCFA während längerer Übungen mit geringer Intensität stark beeinträchtigt war. Diese Ergebnisse zeigten, dass die verbleibenden CPT II- und VLCAD-Aktivitäten ausreichen, um eine normale Fettoxidation im Ruhezustand aufrechtzuerhalten, dass die Fettoxidationsrate jedoch während des Trainings nicht über das Grundniveau ansteigen kann (Ørngreen et al., 2004; 2005).

Die derzeit empfohlenen Behandlungen für langkettige FAO-Erkrankungen beruhen im Wesentlichen auf diätetischen Ansätzen mit einer Einschränkung der Aufnahme langkettiger Fette zusammen mit der Zufuhr von mittelkettigen Triglyceriden (MCT-Öl). Eine kohlenhydratreiche Ernährung verbesserte auch die Belastungstoleranz bei Patienten mit CPT II-Mangel, was durch eine Verringerung der wahrgenommenen Anstrengung und eine längere Belastungsdauer nach einer solchen Ernährung angezeigt wird (Ørngreen et al., 2003). Vor kurzem trat eine bemerkenswerte Verbesserung der Herz- und Muskelsymptome bei drei Kindern mit VLCAD-Mangel nach Nahrungsergänzung mit einer mittelkettigen Fettsäure mit sieben Kohlenstoffatomen (Triheptanoin) auf. Es wird angenommen, dass der diesem Effekt zugrunde liegende Mechanismus die Produktion von C5-Ketonkörpern und Propionyl-CoA umfasst, was eine Auffüllung des Pools katalytischer Zwischenprodukte für den Zitronensäurezyklus ermöglicht (Roe et al., 2002). Dieser vielversprechende Ansatz wird noch evaluiert, und deutliche Verdauungsnebenwirkungen könnten seine Indikation auf die schwerere Form von FAO-Defekten beschränken. Pharmakologische Ansätze sind hauptsächlich eine Carnitin-Supplementierung, um Carnitin bereitzustellen, um potenziell toxische langkettige Acyl-CoAs in Acylcarnitine umzuwandeln. Die Rolle von Carnitin-Ergänzungen bei FAO-Defekten bleibt jedoch umstritten und von unbewiesenem Wert, da kontrollierte Studien fehlen.

PPARα-Rezeptoren wurden als potenzielle Ziele für die pharmakologische Therapie von CPTII- und VLCAD-Defizienzen identifiziert. PPARα ist ein Transkriptionsfaktor, der zur Superfamilie der Steroid-Schilddrüsenhormon-Rezeptoren gehört und in der Lage ist, die CPT2- und VLCAD-Genexpression zu modifizieren (Lemberger et al., 1996). Djouadiet al. stellten fest, dass die Verabreichung eines CPT-I-Inhibitors (Etomoxir) an Kontrollmäuse eine Feedback-Induktion von PPARα-Zielgenen verursacht, die an der Fettsäureoxidation beteiligt sind, wie mittelkettige Acyl-CoA-Dehydrogenase- und Acyl-CoA-Oxidase-Gene (Djouadi et al., 1998). Es wurde auch gezeigt, dass PPARα die konstitutive Expression des CPT2-Gens und -Proteins im Herz und in der Leber der erwachsenen Maus reguliert und die Hochregulierung des CPT2-Gens als Reaktion auf Fibrate in der Mausleber vermittelt (Aoyama et al., 1998, Watanabe et al., 2000 ). Beim Menschen sind die hypolipidämischen Arzneimittel der „Fibrat“-Klasse (Clofibrat, Bezafibrat, Gemfibrozil usw.) spezifische Liganden von PPARα, und die Wechselwirkung mit PPARα bildet die molekulare Grundlage der therapeutischen Wirkungen dieser Arzneimittel (Vamecq et al., 1999). Die Forschungsgruppe von Bastin J. und Djouadi F. stellte die Hypothese auf, dass das hypolipidämische Medikament Bezafibrat, das als Aktivator von PPARα wirkt, FAO in CPT II- und VLCAD-defizienten Zelllinien stimulieren könnte. Die Bezafibrat-Behandlung von Fibroblasten von vier CPT-II-defizienten Patienten mit der „erwachsenen“ Form der Krankheit zeigte 1) eine Erhöhung der Menge an CPT2-mRNA (+ 47 % bis + 66 %) und der verbleibenden CPT-II-Enzymaktivität (+ 54 % bis + 135 %) in einer zeit- und dosisabhängigen Weise und 2) um die Oxidationsraten von 3H-Palmitat und 3H-Myristat zu normalisieren. Umgekehrt korrigierte Bezafibrat die FAO bei zwei Patienten mit der „infantilen“ Form des CPTII-Mangels nicht (Djouadi et al., 2003). Da die klinische Ausprägung der „erwachsenen“ Form des CPT2-Mangels auf die Skelettmuskulatur beschränkt ist, wurde die Wirkung von Fibraten auf FAO in Muskelproben solcher Patienten getestet. Nach Bereitstellung von Muskelproben von Patienten mit der „erwachsenen“ Form des CPTII-Mangels folgte am Institut für Myologie (P. Laforêt, B. Eymard), wurde gezeigt, dass Myoblasten aus diesen Biopsien eine 40 %ige Abnahme der FAO im Vergleich zu Kontrollzellen aufwiesen (Djouadi et al., 2003). Darüber hinaus stellte die Vorbehandlung von CPTII-defizienten Myoblasten mit Bezafibrat die FAO auf normale Werte wieder her (Bastin et al., 2003).

Kürzlich haben Djouadi et al. (2005) zeigten, dass die Zugabe von Bezafibrat zum Kulturmedium bei Fibroblasten von Patienten mit myopathischer Form des VLCAD-Mangels, nicht aber von schwer betroffenen Patienten, eine dosisabhängige (bis zu 3-fache) Erhöhung der Palmitat-Oxidationskapazität induzierte. Diese biologische Verbesserung stand im Zusammenhang mit arzneimittelinduzierten Erhöhungen der VLCAD-mRNA (+ 44 bis + 150 %), des Proteins (1,5- bis 2-fach) und der restlichen Enzymaktivität (bis zum 7,7-fachen) in den Zellen der Patienten. Bezafibrat verringerte auch die Produktion von langkettigen Acyl-Carnitinen um 90 % in Zellen mit mäßigem VLCAD-Mangel. Dieselbe Gruppe untersuchte auch die Reaktion auf Bezafibrat als Funktion des Genotyps bei 33 VLCAD-defizienten Fibroblasten, die 45 verschiedene Mutationen repräsentierten. Die Behandlung mit Bezafibrat führte bei 21 Genotypen, die hauptsächlich Patienten mit myopathischem Phänotyp entsprechen, zu einem deutlichen Anstieg der FAO-Kapazitäten, was häufig zur Wiederherstellung normaler Werte führte (Gobin-Limballe et al., 2007).

Situation des Forschungsgebiets und Ergebnisse des Forschers auf diesem Gebiet Die obigen Daten lieferten den ersten Beweis für eine mögliche pharmakologische Wirkung von PPAR-Agonisten auf FAO-Defekte beim Menschen. In den letzten zwei Jahren wurde in Zusammenarbeit zwischen den Krankenhäusern Pitié-Salpêtrière und Necker eine klinische Pilotstudie durchgeführt, in der die möglichen vorteilhaften Wirkungen von Bezafibrat auf die muskuläre Form des CPT-II-Mangels bewertet wurden (appel d'offre AFM 2004). Sechs erwachsene Patienten mit CPT II-Mangel erhielten über 6 Monate eine tägliche Dosis von 400 mg Bezafibrat. Die klinische Verträglichkeit der Behandlung war ausgezeichnet, und die Muskelsymptome verbesserten sich bei 5/6 Patienten mit einer Abnahme der Intensität und Dauer der Myalgie. In-vitro-Analysen wurden an Lymphozyten und Skelettmuskeln durchgeführt, die vor und am Ende der Studie entnommen wurden. LCFAO in isolierten Muskelmitochondrien wurde bei 6/6 Patienten stark induziert, und es wurde gezeigt, dass dieser Effekt aus einer arzneimittelinduzierten Hochregulierung von CPT2-mRNA und -Proteinspiegeln resultiert (Djouadi et al., 2007). Die wichtigsten Endpunkte dieser Studie waren jedoch hauptsächlich biochemische Analysen, und wir konnten weder eine Abnahme der Häufigkeit von Rhabdomyolyse-Attacken noch eine Verbesserung des in vivo-Muskelstoffwechsels eindeutig nachweisen.

Wir schlagen vor, die Wirkung von Bezafibrat auf den Metabolismus während des Trainings bei erwachsenen Patienten mit CPT II- oder VLCAD-Mangel zu untersuchen. Diese Studie wird eine 11-monatige, randomisierte, doppelblinde, Placebo-kontrollierte Crossover-Studie sein. Die Studie wird in zwei Zentren durchgeführt: Institut de Myologie, Krankenhaus Pitié-Salpêtrière in Frankreich und Neuromuscular Research Unit, Rigshospitalet, Universität Kopenhagen, in Dänemark. Da ein Belastungstest auf einem Fahrradergometer nach der Infusion stabiler Isotope wahrscheinlich die zuverlässigste Methode zur Beurteilung der In-vivo-Fettoxidation ist, wird diese Technik als eines von zwei Hauptergebnissen für diese Studie und als Hauptkriterium für die Bewertung der möglichen Auswirkungen verwendet Droge wird die Fettoxidationsrate während einer moderaten Belastung auf dem Fahrradergometer sein.

Die beiden primären Ergebnisse zur Beurteilung der potenziellen Wirkung von Bezafibrat sind:

• Fettverbrennung und Herzfrequenz bei körperlicher Aktivität auf dem Fahrradergometer bei konstanter Belastung.

Wir erwarten, dass die Fettoxidation bei den Patienten um den Faktor 1,7 ansteigt.

Sekundäre Ergebnisse:

• Enzymaktivität in Leukozyten
• Acylcarnitin-Profil
• Beschleunigungsmesser
• Borg-Score (gefühlte Anstrengung)
• Anzahl der Myoglobinurie-Episoden
• Täglicher Muskelschmerz-Score (VAS)
• Tägliches Tagebuch der Energienutzung (Bouchards-Fragebogen)

Material und Methoden:

Probanden Bei dieser Studie handelt es sich um eine 9-monatige, randomisierte, doppelblinde, placebokontrollierte Crossover-Studie. Basierend auf der Kraftberechnung im Abschnitt Statistik werden 22 Patienten bzw. 11 Patienten mit CPT II und 11 Patienten mit VLCAD-Mangel in die Studie aufgenommen:

Die erwachsenen Formen von CPTII- und VLCAD-Mangel sind sehr seltene Erkrankungen. In unseren beiden Gruppen werden derzeit 25 Patienten mit CPTII-Mangel und 15 Patienten mit der myopathischen Form des VLCAD-Mangels nachbeobachtet. Falls wir nicht genügend Patienten aus Dänemark und Frankreich einbeziehen können, werden wir Patienten unserer Kooperationspartner in den Niederlanden und Schweden einbeziehen. Alle Studien werden im Rigshospitalet und im Pitié-Salpêtrière-Krankenhaus durchgeführt. Nur die regelmäßigen Blutproben werden an andere Krankenhäuser ausgelagert, aber die Ergebnisse werden direkt an den Sponsor oder die Prüfer gefaxt oder gemailt.

Die Studie wird an den beiden Zentren durchgeführt:

1. Neuromuskulær Forskningsenhed, Rigshospitalet, Dänemark
2. Institut de Myologie, Spital Pitié-Salpêtrière, Frankrig In Zusammenarbeit mit
3. Apotheke Region Kopenhagen, Alice Rosendahl, Marielundvej 25, Herlev, Dänemark
4. Copenhagen Muscle Research Center, Rigshospitalet, Blegdamsvej 9, København Ø, Dänemark
5. GCP-Einheit, Krankenhaus Bispebjerg, Bispebjerg Bakke 23, København NV, Dänemark

Das Studium gliedert sich in vier Phasen:

• Erster Zeitraum: 1 Monat Beobachtungszeitraum.
• Zweiter Zeitraum: 3 Monate Behandlung mit entweder Bezafibrat oder Placebo.
• Dritte Periode: 2 Monate auswaschen.
• Vierte Periode: 3 Monate Behandlung mit entweder Bezafibrat oder Placebo (das entgegengesetzte Medikament wie in der zweiten Periode).

Die Patienten müssen während aller vier Perioden tägliche Werte für Muskelschmerzen (VAS-Wert) und Energienutzung (Bouchards-Fragebogen) ausfüllen.

Erste Periode:

1. Vor der Randomisierung haben alle Patienten einen Beobachtungszeitraum von 1 Monat.
2. Die Kreatinkinase wird in diesem Zeitraum regelmäßig gemessen, um das Ausmaß der Muskelschädigung vor der Behandlung zu bestimmen.
3. Um eine Arbeitsbelastung von 50 % der maximalen Sauerstoffaufnahme (VO2max) für das Experiment zu bestimmen, absolvieren alle Probanden am Ende dieses Zeitraums einen maximalen inkrementellen Fahrradbelastungstest auf einem Fahrradergometer.

Zweite und vierte Periode:

1. Die Probanden werden angewiesen, drei Tage vor dem Experiment eine standardisierte kohlenhydratreiche Diät einzuhalten, die 65 % Kohlenhydrate, 15 % Protein und 20 % Fett enthält.
2. Fettoxidationsstudie: Nach der 3-monatigen Beobachtungszeit treffen sich die Probanden um 9.00 Uhr im Labor. Zwei Katheter werden in die Armvenen eingeführt, einer in die Vena cubitalis zur Infusion stabiler Isotope und einer in die distale Vena cephalica zur Blutentnahme. Die Probanden erhalten eine vorbereitete, konstante Infusion von [U-13C]-Palmitat (0,0026 mg kg-1 min-1, vorbereitet durch einen 0,085 mg kg-1 NaH13CO3-Bolus, NB! nicht radioaktive und ungefährliche Tracer) . Zwei Stunden nach Beginn der Isotopeninfusion radeln die Probanden bis zur Erschöpfung oder maximal 60 Minuten lang. bei einer Arbeitsbelastung von 50-60 % der VO2max wie zuvor bestimmt. Die Herzfrequenz und das Ausmaß der wahrgenommenen Anstrengung (Borg-Skala) werden während des Trainings jede zweite Minute überwacht. Blut und ausgeatmete Gase für Isotopenmessungen werden in 10-Minuten-Intervallen in Ruhe und während des Trainings gesammelt. Die ausgeatmete Luft wird in einem 15-l-Douglas-Beutel gesammelt, und 10-ml-Luftproben aus den Beuteln werden zur Analyse der 13CO2-Anreicherung in Vacutainer-Röhrchen injiziert. Blutproben für Acylcarnitine werden nach 30 und 60 Minuten entnommen. nach dem Training oder bei Erschöpfung und drei Stunden nach dem Training. Die Enzymaktivität von CPT II und VLCAD wird an Leukozyten gemessen. Der oben beschriebene Test wird sowohl vor als auch nach jeder Behandlungsperiode durchgeführt.
3. Die Patienten werden in zwei Gruppen randomisiert, die entweder 3 x 200 mg Bezafibrat oder Placebo in der zweiten Periode und umgekehrt in der vierten Periode erhalten. Patienten und alle Mitarbeiter des Gesundheitswesens sind für die Behandlung verblindet. Die Randomisierung erfolgt durch die GMP-zertifizierte Regionalapotheke Kopenhagen.
4. Am ersten Versuchstag dieser beiden Perioden werden den Patienten Blutproben entnommen, um Kreatinkinase, Cholesterin, Triglyceride, Lipoproteine, langkettige Fettsäuren insgesamt, Gesamtcarnitin, Acylcarnitine, Bilirubin, Kreatinin, Aspartataminotransferase (ASAT), Alanin zu analysieren Aminotransferase (ALAT), γ-Glutamyltransferase und alkalische Phosphatase.
5. Um ihr Aktivitätsniveau anzuzeigen, tragen die Patienten in den letzten vierzehn Tagen jeder Behandlungsperiode einen Beschleunigungsmesser.

Dritte Periode:

1. Zwei Monate Auswaschphase.
2. Messungen der Kreatinkinase-Spiegel alle zwei Wochen.

statistische Analyse

Festigkeitsberechnung:

Doppelt verblindet, randomisiert und Crossover:

(z1-α/2 + Z1-β )2 * SD2 n ≥ _________________________ d2

Z1-α/2 = 1,96; Risiko für Fehler 1. Art (α=0,05) Z1-β = 0,84; Risiko für Fehler 2. Art: (1-β) = 80 % SD2 = 1,25; Delta-Palmitat-Oxidation bei vier Patienten mit CPT II-Mangel = 1,26 ± 1,12 (Ørngreen et al., 2005) d2 = 0,87; (MIREDIF) Anstieg der Palmitatoxidation während des Trainings vom Niveau der Patienten mit doppelter CPT2-Genmutation auf das Niveau der Probanden mit einfacher CPT2-Genmutation. (Ørngreen et al., 2005).

(1,96 + 0,84 )2 * 1,25 n ≥ _________________________ = 11 0,87

Die Kraftberechnung basiert auf einer früheren Studie zur Fettoxidation bei Patienten mit CPT II-Mangel. Ørngreen et al. 2005 In dieser Studie haben wir die Fettoxidation von Patienten und Trägern mit zwei bzw. einer CPT2-Genmutation verglichen mit der Fettoxidation bei gesunden Kontrollpersonen beschrieben. Die erwartete Wirkung von Bezafibrat auf die Fettoxidation bei CPT-II-Patienten ist voraussichtlich die Differenz zwischen dem Mittelwert der Fettoxidation bei Patienten mit CPT-II-Mangel und dem Mittelwert der Fettoxidation bei heterozygoten Trägern einer CPT2-Genmutation. Die Kraftberechnung zeigt, dass eine Anzahl von 11 Probanden eingeschlossen werden muss. Ziel ist es, jeweils 11 Patienten aus den Patientengruppen mit CPT-II-Mangel und den Patientengruppen mit VLCAD-Mangel einzuschließen. Wenn sich irgendwie herausstellt, dass wir nicht so viele Patienten aufnehmen können. Die beiden Gruppen werden zu einer Gruppe zusammengefasst. Dies ist aufgrund der Ähnlichkeit der beiden Gruppen sowohl bei den Symptomen als auch bei der Fettoxidation, die eines der primären Ergebnisse während des Trainings ist, möglich. Ørngreen et al. 2005, Ørngreen et al mindestens eine Behandlungsperiode, Ergebnisse werden in die Daten aufgenommen. Unterschiede zwischen den Behandlungen in der Person werden durch einen gepaarten Student's t-Test bewertet. Ein p-Wert < 0,05 (zweiseitiger Test) wird als signifikant betrachtet.

Patienten

Einschlusskriterien:

1. Signifikanter Rückgang der CPT II- oder VLCAD-Aktivitäten, gemessen in Lymphozyten oder Fibroblasten, zusammen mit genetischem Nachweis von entweder CPT II-Mangel oder VLCAD-Mangel.
2. Männer und Frauen im Alter von 18-65 Jahren.
3. Alle fruchtbaren Frauen müssen während des Studienzeitraums einen negativen Schwangerschaftstest haben und Antikonzeptiva anwenden.

Ausschlusskriterien:

1. Einnahme von Konkurrenzarzneimitteln, wie in der Produktzusammenfassung von Bezafibrat beschrieben.
2. Wettbewerbsstörungen, bewertet durch den Sponsor oder Prüfärzte
3. Schwangerschaft oder Stillzeit während der Fibrattherapie

Sicherheitsparameter:

• CK vor und jede zweite Woche ± eine Woche während des Behandlungszeitraums.
• Leberenzyme (AST, ALT, γGT, alkalisches Phosphat), Bilirubin, Kreatinin, Cholesterin, Triglyceride vor der Behandlungsdauer, nach 1 Monat ± einer Woche und am Ende der Behandlungsdauer. Blutproben werden in örtlichen Krankenhäusern entnommen und die Ergebnisse werden an den Sponsor oder die Prüfärzte gefaxt.
• Alle Patienten werden informiert, dass sie sich an einen der beteiligten Ärzte wenden sollen, wenn: 1) Symptome ihrer Krankheit oder 2) Nebenwirkungen der Behandlung auftreten.

Die folgenden Schritte werden befolgt, um die Compliance der Patienten während der Behandlungsperioden sicherzustellen.

• Die Patienten werden wöchentlich per Post oder Telefon kontaktiert, um sicherzustellen, dass die Behandlung befolgt wird und keine Krankheitssymptome oder Nebenwirkungen der Behandlung auftreten.
• Falls einer der Patienten vergisst, die Verschreibung der Medikamente einzuhalten, wird die Behandlungsdauer nach Bewertung des Sponsors oder der Prüfärzte verlängert.

Drogen:

In dieser Studie verwenden wir das Fibrat Bezafibrat. Ausführliche Informationen zu Wirkung und Nebenwirkungen finden Sie in der beigefügten Datei mit der Produktzusammenfassung von Bezafibrat.

Randomisierung und Entblindung: Alle Medikamente werden verblindet und randomisiert aus der Apotheke geliefert. Beim Auftreten von lebensbedrohlichen oder anderen inakzeptablen Nebenwirkungen der Behandlung kann ein Patient nach Entscheidung des Sponsors oder Prüfarztes entblindet werden. Die Randomisierungsliste wird von Sekretärin Malene Kronborg Have und MD Tina Dysgaard Jeppesen in Dänemark geführt. Diese beiden Personen stehen 24 Stunden am Tag zur Verfügung und sind ansonsten nicht an der Studie beteiligt.