Safran-Ergänzung bei Stargardt-Krankheit (STARSAF02)

Hintergrund des Forschungsplans Die Stargardt-Krankheit (STGD/FFM) ist die häufigste erbliche rezessive Makuladystrophie (Blacharski, 1988), die durch juveniles bis junges Erwachsenenalter, zentrale Sehbehinderung, progressive bilaterale Atrophie der Makula und des retinalen Pigmentepithels (RPE) gekennzeichnet ist ein häufiges Auftreten von orange/gelben Flecken, die um die Makula und/oder die mittlere Netzhautperipherie herum verteilt sind (Noble und Carr, 1971). Eine klinisch ähnliche Netzhauterkrankung, Fundus flavimaculatus (FFM), zeigt oft einen späteren Beginn und ein langsameres Fortschreiten. Es wurde vorgeschlagen und gezeigt (Allikmets et al., 1997), dass STGD und FFM allelische Störungen darstellen. Mutationen im Gen, das einen ATP-bindenden Kassetten-(ABC)-Transporter (ABCR) kodiert, der auf Chromosom 1p13-p21 kartiert, wurden als für STGD verantwortlich gefunden (Allikmets et al., 1997). Das ABCR-Gen wird ausschließlich und in hohen Konzentrationen in der Retina exprimiert, sowohl in Stäbchen- als auch in Zapfen-Photorezeptoren (Molday et al., 2000). Eine aktuelle Studie von Weng et al. (1999), die die molekularen Mechanismen untersuchten, die der Degeneration von Photorezeptoren in ABCR-Knock-out-Mäusen zugrunde liegen, schlugen vor, dass Photorezeptoren als Folge einer "Vergiftung" des RPE durch Lipofuscin-Akkumulation und Verlust der RPE-Unterstützungsrolle absterben. Die Akkumulation innerhalb der RPE-Zellen einer Verbindung, A2E, die durch Kondensation von Phosphatydilethanlolamin und dem aus photoaktiviertem Rhodopsin freigesetzten all-trans-Retinal gebildet wird (Sparrow et al., 2000), führt wahrscheinlich in vivo zu einer erhöhten Absorption von blauem Licht und zu einer Phototoxizität RPE-Zellschaden. Die mutationsinduzierte Erkrankung kann in relativ frühen Stadien sowohl Stäbchen- als auch Zapfen-Photorezeptoren betreffen. In-vitro-Studien (Sun und Nathans, 2001) zeigten auch, dass das ABCR selbst ein wirksames Ziel von all-trans-Retinal-vermittelten photooxidativen Schäden ist.

Klinisch haben viele Berichte eine abnormale Funktion sowohl der makulären als auch der peripheren Zapfen sowie der Stäbchen bei STGD/FFM dokumentiert (Moloney et al., 1983; Lachapelle et al., 1990). Es gibt auch Hinweise (Lois et al., 2001), dass STGD/FFM mit verschiedenen Mustern von retinaler Dysfunktion assoziiert sein kann, mit einer selektiven Beteiligung der Makulafunktion, oder einer weiter verbreiteten Dysfunktion, die Zapfen- und/oder Stäbchenfunktion umfasst, was eine intrafamiliäre Konsistenz zeigt. Charakteristische Anomalien der Dunkeladaptation (Aleman et al., 1999), die eine verzögerte Erholung des letzten Zweigs der Adaptationskurve nach der Bleiche bis zur Grundempfindlichkeit beinhalten, wurden ebenfalls beschrieben. Ähnliche Anomalien in der Stäbchen-Dunkel-Adaption wurden kürzlich bei Mäusen gefunden, die für eine Null-Mutation im ABCR-Gen heterozygot waren (Mata et al., 2001). Klinische Beweise (Parisi et al., 2002) weisen darauf hin, dass auch die Erholung der Zapfenempfindlichkeit nach dem Bleichen bei STG/FF stark beeinträchtigt ist, was darauf hindeutet, dass ein stark verändertes Retinoid-Recycling, das zu photooxidativen Schäden führt, speziell in Zapfen-Photorezeptoren auftritt.

Jüngste experimentelle Ergebnisse (Maccarone et al., 2008) weisen darauf hin, dass Safran, der aus den Stempeln von Crocus Sativus gewonnen wird, eine Rolle als Neuroschutzmittel der Netzhaut gegen oxidative Schäden spielen könnte. Tatsächlich hat sich Safran in einem Rattenmodell der lichtinduzierten Degeneration von Photorezeptoren als schützend sowohl für die Morphologie als auch für die Funktion erwiesen. In diesem Modell wird angenommen, dass der Zelltod aus oxidativem Stress resultiert, der durch einen verlängerten Anstieg der Sauerstoffspannung und Photooxidation induziert wird. Safran ist ein attraktiver Testkandidat, da die Stigmata von Crocus sativus biologisch hohe Konzentrationen interessanter chemischer Verbindungen enthalten, darunter Crocin, Crocetin (Giaccio, 2004), deren mehrfache C=C-Bindungen das antioxidative Potenzial verleihen. Ganz zu schweigen davon, dass seine jahrhundertelange Verwendung als Gewürz ohne bekannte negative Auswirkungen das Vertrauen in eine sichere Anwendbarkeit erhöht. Darüber hinaus wurde kürzlich berichtet (Ochiai et al., 2007), dass Crocine Stoffwechselwege aktivieren können, um Zellen vor Apoptose zu schützen und den lichtinduzierten Tod in isolierten Photorezeptoren zu reduzieren (Laabich et al., 2006), während Crocetin (Giaccio , 2004) erhöht die Sauerstoffdiffusivität durch Flüssigkeiten wie Plasma. In Anbetracht der hohen Stoffwechselrate von Photorezeptoren kann die Verfügbarkeit von Sauerstoff ein kritischer Faktor sein, um sie vor dem Tod zu schützen. Außerdem haben Kanakis et al. (Kanakis et al., 2007) zeigten, dass Metaboliten antioxidativer Flavonoide direkt an DNA binden und ihre partielle Konformation zu Beta-DNA induzieren, wodurch die Zelle vor Schäden geschützt wird. Basierend auf diesen Beobachtungen wird deutlich, dass Safranextrakt nicht als einfaches Antioxidans wirkt. Die besonderen Eigenschaften der Safran-Komponenten stützen die Hypothese einer Beteiligung sehr unterschiedlicher Wirkungsweisen, die von der antioxidativen Aktivität bis zur direkten Kontrolle der Genexpression reichen. Diese Komponenten können beim Menschen als Schutzmittel gegen oxidative Schäden für die alternde Netzhaut wirken und können frühe Photorezeptorschäden im Zusammenhang mit STG/FF reparieren, deren Krankheitspathophysiologie durch experimentelle Studien (Mata et al., 2001) mit Licht- induzierte oxidative Schädigung der äußeren Netzhaut. Bei STG/FF-Augen bleibt in frühen Krankheitsstadien die normale Anzahl an Zapfen-Photorezeptoren teilweise erhalten, obwohl die Zellen dysfunktional sein können. Als Ergebnis der rettenden Wirkung von Safran könnte der Pool beschädigter, aber lebensfähiger Photorezeptoren seine Reaktion verstärken, was zu einer verbesserten Empfindlichkeit der Netzhaut führt.

Das Ziel des vorliegenden Projekts ist es zu bewerten, ob eine Safran-Ergänzung eine vorteilhafte neuroprotektive Wirkung für die geschädigte Netzhaut als Folge einer ABCR-Mutation-STD/FF hat.

Klinisches Protokoll Patienten Eine Gruppe von 30 STG/FF-Patienten (14 Männer, 16 Frauen, Altersspanne: 15–68 Jahre) wird in diese Studie aufgenommen. Die Patienten erfüllen die folgenden Einschlusskriterien: 1. Makuladegeneration und periphere Netzhautdegeneration mit typischen funduskopischen Läsionen (Netzhautflecken) und einem Zapfen-Stäbchen-Muster der Netzhautfunktionsstörung, wie durch Standard-Ganzfeld-Elektroretinographie und dunkeladaptierte Fundusperimetrie bestimmt, und klassischem Fundusaussehen , 2. Relativ erhaltene zentrale Netzhautfunktion (Gesichtsfeld nach Goldmann V/4e > 30°, korrigierter EDTRS-Visus > 20/80) und stabile zentrale Fixation bestimmt durch Visuskope, 3. Bekannter Genotyp oder untersuchter Genotyp, 4. mindestens vier klinische Kontrolluntersuchungen in den letzten drei Jahren, 5. Keine oder minimale Trübungen der Augenmedien, 6. Kein begleitendes Okular (z. Glaukom, Amblyopie) oder systemische Erkrankungen. Die Einverständniserklärung aller Patienten und Kontrollpersonen wird eingeholt, nachdem die Ziele und Verfahren der Studie ausführlich erläutert wurden.

Behandlungs- und Testplan Die Patienten werden in zwei Gruppen eingeteilt: 15 werden 90 Tage lang mit einer oralen Ergänzung einer täglichen Safrandosis behandelt, und 15 werden im gleichen Zeitraum einer Placebobehandlung unterzogen. Am Ende eines Zeitraums von 90 Tagen werden die Patienten umgestellt und jeweils Placebo oder Safran-Ergänzung zugewiesen. Bei allen Patienten werden zu Beginn der Studie (Baseline) und nach 180 Tagen Behandlung oder Placebo eine klinische Untersuchung, einschließlich Sehschärfetests mit einem kalibrierten Standard-Snellen-Diagramm und Fundusuntersuchung durch direkte und indirekte Ophthalmoskopie, sowie FERG-Tests durchgeführt. In allen Fällen wird die Einhaltung durch Telefoninterviews und Pillenzählungen beurteilt. Unerwünschte Nebenwirkungen werden gemeldet.

Elektrophysiologische Methoden FERG-Tests werden gemäß einer zuvor veröffentlichten Technik durchgeführt (Falsini et al., 2000). Kurz gesagt, ERGs werden durch die LED-erzeugte sinusförmige Luminanzmodulation eines kreisförmigen, gleichmäßigen Feldes (18° Durchmesser, 80 cd/m2 mittlere Luminanz, dominante Wellenlänge: 630 nm) ausgelöst, das bei einer Frequenz von 41 Hz auf der Rückseite präsentiert wird eine Ganzfeld-Schale, beleuchtet mit der gleichen mittleren Leuchtdichte wie der Stimulus. Eine Reihe von FERG-Antworten wird bei unterschiedlichen Modulationstiefen [quantifiziert durch die Michelson-Luminanzkontrastformel: 100 %*(Lmax – Lmin)/(Lmax + Lmin), wobei Lmax und Lmin die maximale bzw. minimale Luminanz sind] zwischen 16,5 erfasst % und 93,8 % in Schritten von 0,1 bis 0,3 logarithmischen Einheiten. FERG-Signale werden nacheinander für sechs Werte der Modulationstiefe zwischen 16,5 und 93,5 % erfasst, die in aufsteigender Reihenfolge dargestellt werden. Für jeden Patienten werden die FERG-Log-Amplituden als Funktion der Log-Modulationstiefe aufgetragen. Die Steigung der resultierenden Funktion wird durch eine lineare Regression bestimmt. Aus derselben Regressionslinie wird der FERG-Schwellenwert aus dem Wert der logarithmischen Modulationstiefe geschätzt, was eine Kriteriumsamplitude ergibt, die einem S/N-Verhältnis von 3 entspricht.

Psychophysik Eine inkrementelle Schwellentechnik wird verwendet, um die Wiederherstellung der Empfindlichkeit des Zäpfchensystems nach der Bleaching-Exposition zu bewerten. Die psychophysische Schwelle wird an den parazentralen Gesichtsfeldpositionen bei erhaltener visueller Empfindlichkeit bestimmt, indem ein 0,5-sekündiges Blitzlicht auf einem sich an das Licht anpassenden Hintergrund von 20 cd/m² präsentiert wird. Nach der Grundlinienbewertung wird die Schwellenintensität für das geblitzte Licht gemessen und als Funktion der Zeit aufgetragen, nachdem es 30 Sekunden lang einem Anpassungslicht ausgesetzt wurde (geliefert in Maxwellscher Ansicht mittels eines kalibrierten indirekten Ophthalmoskops), dessen Intensität auf ca. 30 geschätzt wird % des Zapfenfotopigments. Die resultierende dynamische Erholungsfunktion, angepasst durch eine Exponentialfunktion, beschreibt die Empfindlichkeitserholung des photopischen Systems nach dem Bleichen und spiegelt entweder die Inaktivierungsrate von freiem Opsin oder die Photopigmentsynthese wider. Ein computergesteuertes System, das ein im Handel erhältliches Gerät verwendet, wurde entwickelt (Fadda et al., 2001), um die Bleichadaptation des Zapfensystems zu messen.

Statistische Analyse Schätzungen der Stichprobengröße von Patienten für diese Studie basieren auf früheren Untersuchungen (Parisi et al., 2001), in denen die Variabilität zwischen und innerhalb der Probanden (ausgedrückt als Daten-SD) von FERG-Parametern bei STG/FF-Patienten bestimmt wurde. Unter der Annahme von SDs zwischen und innerhalb von Probanden in FERG-Amplitude und -Phase von 0,1 logmicroV bzw. 20 Grad bieten die Stichprobengrößen von Patienten, die sowohl Saffron als auch Placebo zugewiesen wurden, eine Aussagekraft von 80 % bei einem Alpha = 0,05 für die Erkennung in jedem Fall Gruppe eine Test-Retest-Differenz (d. h. 90 Tage minus Basistest) von 0,1 logmicroV (SD: 0,1) und 30 Grad (SD: 20) in Amplitude bzw. Phase. Die Ergebnisse werden durch multivariate Statistik (multivariate Analyse der Varianz für wiederholte Messungen, MANOVA) analysiert. In allen Analysen wird ein p < 0,05 als statistisch signifikant betrachtet.