Bewertung des Energiestoffwechsels bei metabolischen Myopathien

Metabolische Myopathien sind eine Gruppe genetischer Erkrankungen, die die Energieproduktion in den Muskeln beeinflussen und durch eine Erschöpfung des Muskel-Adenosintriphosphats (ATP) verursacht werden. Diese Gruppe umfasst Störungen der mitochondrialen oxidativen Phosphorylierung (mitochondriale Myopathien, MM), der Fettsäureoxidation (FAOD), der Pompe-Krankheit und der Bildung glykolytischer Substrate (Muskelglykogenose, GSDs) aus Muskelglykogen. Im Großen und Ganzen sind diese Störungen behandelbar, einschließlich Bewegung und diätetischer Behandlung und/oder Vitamin-Cofaktor-Supplementierung.

Es mangelt an nicht-invasiven Biomarkern, die zur Überwachung der Behandlungseffektivität eingesetzt werden könnten. Traditionell werden die maximale Sauerstoffaufnahme (VO2 max), Lebensqualitätsfragebögen, Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie (DXA/DEXA), Muskelbiopsien, Blutlaktat und Kreatinkinase als Ersatz-Biomarker verwendet, haben jedoch eine begrenzte Aussagekraft zur Bewertung des Ansprechens auf therapeutische Interventionen bei Patienten mit Myopathien. Das ultimative Ziel ist es, eine Plattform für klinische Studien mit minimalinvasiven Tests zu etablieren, um den Energiestoffwechsel bei Patienten mit metabolischen Myopathien in Reaktion auf therapeutische Interventionen, wie z.B. ein Physiotherapie-Übungsprogramm, zu bewerten. Diese minimalinvasiven Tests könnten genutzt werden, um eine Plattform für klinische Studien bei Patienten mit Muskelerkrankungen zu entwickeln.

Das Hauptziel dieser Studie ist es, den Nutzen einer Intervention zu bewerten: ein 12-wöchiges Physiotherapie-Übungsprogramm zu Hause für metabolische Myopathien, indem verschiedene Ergebnisse vor und nach der therapeutischen Intervention mittels minimalinvasiver Tests gemessen werden. Die Untersucher werden ein 12-wöchiges Physiotherapie-Übungsprogramm zu Hause bei 3 pädiatrischen Patienten mit metabolischen Myopathien im Alter zwischen 10 und 18 Jahren durchführen.

Die folgenden Ergebnisse werden vor und nach der Intervention gemessen:

1. Glukose-Atemtest: Glukoseoxidation (in mg/kg/min), gemessen durch 13C-Glukoseoxidation.
2. Doppelt markierter Wasser- und Urintest: Bewertung des Gesamtenergieverbrauchs im freien Leben (in kcal).
3. Belastungstest: VO2 max (in ml/kg/min).
4. Muskelgehaltstest: Muskelmasse (in Gramm), gemessen durch DXA.
5. Lebensqualitätsfragebogen: Lebensqualität gemessen durch PedsQL.

Das sekundäre Ziel dieser Studie ist es zu zeigen, dass ein Glukose-Atemtest zur Messung der Glukoseoxidation (in mg/kg/min) und ein doppelt markierter Wasser- und Urintest zur Messung des Gesamtenergieverbrauchs (in kcal) Ergebnisse sind, die in klinischen Studien zur Bewertung therapeutischer Interventionen zusammen mit VO2 max, DXA und Lebensqualitätsfragebögen eingesetzt werden können. In dieser Hinsicht ist dies eine Machbarkeitsstudie mit dem Ziel, die Ergebnisse der beiden Biomarker in Reaktion auf eine therapeutische Intervention im Vergleich zu VO2-max, DXA-Scan sowie Lebensqualitäts- und klinischen Fragebögen bei 3 Teilnehmern zu beschreiben.

Das Studiendesign ist n=1 und vergleicht die Testergebnisse vor und nach therapeutischen Interventionen bei denselben Patienten.

Der Glukose-Atemtest: Für die Glukoseoxidation (in mg/kg/min), gemessen durch 13C-Glukoseoxidation, werden die Ergebnisse als wiederholte Messungen (3-mal vor und nach der Intervention) für jeden einzelnen Teilnehmer dargestellt. Wiederholte Messungen reduzieren die intraindividuelle Variabilität. Ein 12-wöchiges Physiotherapie-Übungsprotokoll zu Hause wurde vom Untersuchungsteam, bestehend aus Ärzten und Kinesiologen mit Erfahrung in Bewegung, Kindern und metabolischen Myopathien, entwickelt. Die therapeutische Intervention, ein 12-wöchiges Physiotherapie-Übungsprogramm zu Hause, das mindestens 5-mal pro Woche durchgeführt wird, davon 3-mal pro Woche unter virtueller Aufsicht eines Kinesiologen, enthält die gleichen Übungstypen, die dieser Bevölkerungsgruppe normalerweise auf klinischer Basis verschrieben werden. Alle Patienten führen dasselbe Programm durch, um die Intervariabilität zu reduzieren.

Parallel dazu werden klinische Methoden wie VO2max, PedsQL und DXA vor (Baseline) und nach der Interventionsbewertung gemessen. Die Untersucher konsultierten einen BCCHRI-Statistiker bezüglich der Datenanalyse. Die statistische Analyse umfasst die intraindividuelle Datenanalyse (n=1 Studiendesign) und vergleicht – unter Verwendung eines gepaarten T-Tests – die vor und nach der Intervention erhobenen Daten aus den beiden stabilen Isotopen-Tracer-Methoden, VO2 max, DXA und Lebensqualitätsfragebögen. Die Ergebnisse dieser Tests werden auch deskriptiv analysiert und die Ergebnisse vor und nach der Intervention grafisch dargestellt.

Die Ergebnisse dieser Machbarkeitsstudie werden ein größer angelegtes Projekt informieren, das ursprünglich geplant war.