Wirkung von Pioglitazon bei Patienten mit Adrenomyeloneuropathie (XAMNPIOP2011)

Der Machbarkeitsnachweis für diese Studie wird durch die Ergebnisse biochemischer, neuropathologischer und motorischer Wirkungen von Pioglitazon in zwei Mausmodellen von AMN erbracht. Pioglitazon wurde in beiden Modellen zwei Monate lang oral (9 mg/kg/Tag) verabreicht.

Das Abcd1-Null-Mausmodell zeigt bereits nach 3,5 Monaten biochemische Anzeichen von oxidativem Stress, die mit der Zeit zunehmen und dann mit Veränderungen der Energiehomöostase einhergehen, obwohl erste klinische Anzeichen von AMN-d.h. Axonopathie und lokomotorische Beeinträchtigung – treten nach 20 Monaten auf. Bei diesen Mäusen gibt es mitochondriale Anomalien, verringerte Spiegel von PGC-1α, das ein Hauptregulator der mitochondrialen Biogenese ist, und verringerte Spiegel und Aktivität von SIRT1α, das PGC-1α aktiviert.

Die Abcd1-Null-Maus kann aufgrund des Fehlens von demyelinisierenden Läsionen im Gehirn und Rückenmark und des Vorhandenseins einer nicht-entzündlichen „Absterben“-Axonopathie in peripheren Nerven und im Rückenmark als ein „AMN-ähnliches“ Modell betrachtet werden und seine spät einsetzenden motorischen Defizite, die alle Kennzeichen von AMN bei X-ALD-Patienten sind. Dieses Modell wurde verwendet, um die Wirksamkeit von Pioglitazon auf mehrere biochemische Marker im Rückenmark von Abcd1-Null-Mäusen (N = 12) zu bewerten, wobei Vergleiche mit Placebo-behandelten Abcd1-Null-Mäusen (N = 12) oder Wildtyp-Mäusen verwendet wurden (N = 12).

Bei Abcd1-Null-Mäusen, die im Alter von 10,5 Monaten mit Pioglitazon behandelt und im Alter von 12 Monaten (1,5 Monate nach Beginn der laufenden Behandlung) untersucht wurden, wurden mitochondriale Anomalien auf das Niveau von Wildtyp-Kontrollmäusen korrigiert. Tatsächlich wurden die mitochondrialen DNA- und Proteinspiegel (einschließlich PGC-1α, NRF1 und TFAM) korrigiert; sowie der mitochondriale Metabolismus, wie durch Pyruvatkinase-Aktivität, ATP- und NAD+-Konzentrationen bestimmt. Pioglitazon hatte keine Wirkung auf die SIRT1-Expression (mRNA- und Proteinspiegel). Pioglitazon verringerte jedoch die Carbonylierung des SIRT1-Proteins signifikant, was vermutlich für die beobachtete Rettung der SIRT1-Aktivität verantwortlich ist.

Bei diesen mit Pioglitazon behandelten Mäusen wurden oxidative Läsionen im Rückenmark rückgängig gemacht. Zu den untersuchten Biomarkern für oxidativen Stress gehörten Marker für oxidative Läsionen an Proteinen (GSA, AASA), Lipiden (MDAL) und Kohlenhydraten (CEL). Zusätzlich wurde die Aktivität und Konzentration des antioxidativen Enzyms GPX1, das bei unbehandelten Abcd1-Null-Mäusen erhöht war, aber nicht bei SOD2, auf das Niveau von Wildtyp-Mäusen normalisiert.

Das zweite Mausmodell sind die doppelten Knockouts (DKO), bei denen sowohl Abcd1- als auch Abcd2-Transporter inaktiviert sind. Die Abcd1-/Abcd2-/-DKO zeigt eine größere VLCFA-Ansammlung im Rückenmark (Pujol et al., 2004), ein höheres Maß an oxidativer Schädigung von Proteinen und eine schwerere AMN-ähnliche Pathologie mit früherem Beginn der motorischen Beeinträchtigung als die einzelne Abcd1-Null-Maus (12 Monate in der DKO im Vergleich zu 20 Monaten in Abcd1-Null-Mäusen). Die Wirksamkeit von Pioglitazon auf motorischer und neuropathologischer Ebene wurde an 17 Abcd1-/Abcd2-/-Mäusen untersucht und mit Placebo-behandelten Abcd1-/Abcd2-/-Mäusen (N=17) und Wildtyp-Mäusen (N=25) verglichen. .

Bei Abcd1-/Abcd2-/-Mäusen, die im Alter von 13 Monaten mit Pioglitazon behandelt und im Alter von 15 oder 17 Monaten (Behandlungsdauer von 2 bis 4 Monaten) untersucht wurden, wurde eine axonale Degeneration verhindert, wie durch die Normalisierung auf das Kontrollniveau der Anzahl gezeigt wurde von APP- oder Synaptophysin-positiven Axonen.

Außerdem stoppte Pioglitazon das Fortschreiten von lokomotorischen Defiziten bei diesen Mäusen, wie durch den Laufbandtest und den Stangenkreuztest festgestellt wurde. Tatsächlich erreichten die lokomotorischen Leistungen von Pioglitazon DKO nach viermonatiger Behandlung der Mäuse die Leistungen der Kontrollen.

Insgesamt zeigen diese Studien die Wirksamkeit der Behandlung mit Pioglitazon bei „AMN-ähnlichen Mäusen“ und liefern eine starke Begründung für die Durchführung einer vorläufigen offenen klinischen Studie mit Pioglitazon bei AMN-Patienten.