CHED – Synnynnäinen perinnöllinen endoteelidystrofia: Uusi paradigman muutos paikallisten silmätippojen terapiassa

Esittely:

Sarveiskalvon endoteelisolujen menetys liittyy usein sokeuttaviin endoteelisolujen dystrofioihin: suhteellisesti useammin dominoivasti periytyvää (5 %) FECD:tä (Fuchsin endoteelisolujen dystrofia) ja harvinaista resessiivistä CHED1:tä. SLC4A11:n, runsaan sarveiskalvon liuenneen aineen kuljettajan, mutaatiot aiheuttavat CHED:n ja joissakin tapauksissa FECD:n. SLC4A11 on ainutlaatuinen bikarbonaattikuljetusproteiinien SLC4-perheen jäsen, joka sijaitsee sarveiskalvon endoteelisolujen basolateraalisella pinnalla ja edistää osmoottisesti ohjattua vesivirtausta stromasta vesinesteeseen sarveiskalvon nestetasapainon ylläpitämiseksi2.

Vaikka mutaatioiden ja toiminnallisen SLC4A11:n menettämisen on raportoitu liittyvän endoteelisolujen rappeutumiseen ja kuolemaan, SLC4A11:n yksityiskohtaiset fysiologiset roolit ovat edelleen tuntemattomia. Seitsemänkymmentäkahdeksan erilaista mutaatiota, mukaan lukien 42-missense-, 9-nonsense-, 4-splice-kohtaa ja 23 insertio-deleetiomutaatiota, on hajallaan geenissä, joka on raportoitu CHED-perheissä Intian populaatioista3. Nykyiset terapeuttiset interventiot Läpäisevä keratoplastia, Descemetin strippaava automatisoitu endoteliaalinen keratoplastia (DSAEK) ja Descemetin kalvon endoteelikeratoplastia (DMEK) kohtaavat ongelmia, kuten luovuttajan sarveiskalvon puute, monimutkainen kirurginen toimenpide ja siirteen epäonnistumisen ilmaantuvuus4 akuutissa ja kroonisessa vaiheessa.

Mallisoluissa tutkittaessa mutanttikalvoproteiinien yleisin molekyylifenotyyppi on lievä laskostumisvirhe. Tämä biosynteettinen vika tekee proteiinista kyvyttömän kulkeutumaan endoplasmisen retikulumin (ER) synteesikohdasta sen normaaliin solukohtaan. Huomaa, että SLC4A11:n sijaintia endoteelidystrofiapotilaiden sarveiskalvoissa ei ole tutkittu; päätelmä ER-retentiosta perustuu tällä hetkellä soluviljelymalleista saatuihin tietoihin. Tällaisten biosynteettisten vikojen korjaaminen on houkutteleva terapeuttinen lähestymistapa joihinkin kalvoproteiineihin vaikuttaviin geneettisiin sairauksiin. Parhaiten esimerkkinä Lumacaftor-lääkkeen tehokkuus pelastaa solupinnan väärin laskostunut kystisen fibroosin transmembraanisen konduktanssin säätelijä (CFTR), kystisen fibroosin proteiinituote. fibroosin (CF) geeni.

Siksi on kiireellisesti löydettävä vaihtoehtoinen hoito, joka on luotettava, yksinkertainen ja edullinen. Ei-invasiivisen menetelmän valitseminen invasiivisten sijaan on nykyään paljon kiinnostusta. SLC4A11-mutaatioiden sarveiskalvon dystrofioissa yksi tällainen kiinnostava aihe on ei-steroidisten anti-inflammatoristen lääkkeiden (NSAID) oletettu rooli sarveiskalvon endoteelidystrofioiden lääketieteellisenä hoidossa.

Useimmat SLC4A11-mutaatiot johtavat biosynteettisiin vaurioihin, joille on ominaista proteiinin kertyminen endoplasmiseen retikulumiin ja niiden hajoaminen ennen plasmakalvoon pääsyä. Tämä synnytti lisääntyneitä reaktiivisia happilajeja, mikä teki solusta alttiimman oksidatiivisille ja mitokondriovaurioille ja alttiimmaksi apoptoottiselle kuolemalle.

Pienen mittakaavan lääkeseulonta osoitti, että glafeniini, käytöstä poistettu NSAID, pystyi siirtämään joitain SLC4A11-mutantteja solun pinnalle, mikä viittaa siihen, että myös muilla tulehduskipulääkkeillä saattaa olla terapeuttista potentiaalia.

Lisäksi endoplasmisessa retikulumissa pidättynyt proteiini ja eri lääkkeiden vaikutukset sen ilmentymiseen pintaan otettiin huomioon Alkan et al:n CHED- ja FECD-mutaatiota ilmentävillä HEK293-soluilla suorittamissa tutkimuksissa. He osoittivat diklofenaakin (Voltaren Ophthalmic) ja Nepafenaakin tehokkuuden muihin tulehduskipulääkkeisiin verrattuna endoplasmisen retikulumissa säilyneen missense-mutantin SLC4A11 siirtämisessä 20:ssä 30 testisolusta. Mikä osoitti NSAID-lääkkeiden mahdollisen roolin näissä olosuhteissa.

Tämän projektin tarkoituksena on siis seuloa silmätippoina saatavilla olevia tulehduskipulääkkeitä niiden kyvyn suhteen korjata SLC4A11-proteiinien solujen pinnalle kulkeutumista.

Ensimmäistä kertaa silmätautien käyttöönoton jälkeen tulehduskipulääkkeiden käyttöä on laajennettu eksponentiaalisesti terapeuttisista sovelluksista, mukaan lukien silmäleikkauksiin liittyvän kivun ja tulehduksen hoito, kaihileikkaukseen liittyvän kystoidisen makulaturvotuksen (CME) ehkäisyyn ja hoitoon, mydriaasin tehostamiseen leikkauksen aikana ja useat tulehdukselliset silmätaudit, kuten kausiluonteinen allerginen sidekalvotulehdus, virusperäinen sidekalvotulehdus, uveiitti, episkleriitti ja skleriitti sekä verkkokalvon ja suonikalvon sairaudet.

Pääsyynä tähän on se, että ne ovat (i) helppoja käsitellä (ii) ei-invasiivisia, (iii) hyvin siedettyjä (iv) riittävät silmälääkepitoisuudet, samalla kun vältetään suun kautta antoon liittyvät systeemiset sivuvaikutukset.

Silmän lääkkeen biologinen hyötyosuus tavanomaisissa paikallisissa formulaatioissa on kuitenkin tunnetusti huono, koska vain 1-5 % pinnalle levitetystä lääkkeestä läpäisee sarveiskalvon.

Näiden silmän anatomisten ja fysiologisten rajoitusten lisäksi toinen tulehdusta ehkäisevien lääkkeiden tai immunosuppressiivisten aineiden rajoittava tekijä on niiden huono vesiliukoisuus.

Aihiolääkelähestymistapa on kemiallinen tapa parantaa lääkkeen läpäisevyyttä. Syntetisoidulla inaktiivisella aihiolääkeellä on parempi tunkeutuminen sarveiskalvoon, ja kerran in situ se metaboloituu joko kemiallisesti ja/tai entsymaattisesti aktiiviseksi. Tutkittiin, että nepafenaakilla, amfenakin amidiaihiolääkeellä, joka kuuluu aryylietikkahappojen farmakologiseen NSAID-luokkaan, oli in vitro lähes kuusi kertaa suurempi läpäisykerroin kuin diklofenaakilla.

In vivo nepafenaakki läpäisee helposti sarveiskalvon ja verkkokalvon kudokset paikallisen silmään antamisen jälkeen.

Tässä yhteydessä tutkimuksen tarkoituksena on tutkia NSAID-silmätippojen (Nepafenac) erityissovellusta lupaavana uudenlaisena terapeuttisena lähestymistapana CHED-potilaiden hoitoon.

Ei ole julkaistu raportteja ihmiskokeista NSAID-silmätippojen antamisesta synnynnäisen perinnöllisen endoteelidystrofian tapauksissa.

Tavoitteet:

Selvittää paikallisten oftalmisten tulehduskipulääkkeiden kliininen käyttö sarveiskalvon sameuden kääntämisessä tai viivästymisessä lapsilla, joilla on CHED

Tutkimusalue/ympäristö: Sarveiskalvon ja etuosan palvelut, Kallam Anji Reddyn kampus, L V Prasad, Eye Institute, Hyderabad

Opintojen kesto: 2 vuotta: 15.12.2020-15.12.2022

Näytteen koko: Koska kyseessä on uusi tutkimus, jossa ei ole muita aikaisempia teoksia, populaation koko on vähintään 30 silmää

Tutkimuspopulaatio: diagnosoidut synnynnäisen perinnöllisen endoteelidystrofian tapaukset, jotka täyttävät sisällyttämiskriteerit

Tutkimuksen suunnittelu: kaksoissokkoutettu, lumekontrolloitu, yksinkertainen satunnaistettu kontrollikoe: parillinen silmätutkimus

Tilastollinen menetelmä: Tämän tutkimuksen tietoja verrataan käyttämällä t-testiä tai χ2-testiä riippuen siitä, onko data luonteeltaan parametrista vai ei-parametrista

Metodologia:

SLC4A11-mutaation kohdistaminen oftalmisten NSAID-valmisteen avulla:

Testilääke on Nepafenac-silmätipat 0,1 % w/v. Annostus on 4 tippaa testisilmään 1 tippa 4 kertaa päivässä (4 tunnin välein). Eli aamulla, iltapäivällä, illalla ja yöllä. Tätä on tarkoitus jatkaa 6 kuukauden ajan.

Kontrollilääke on karboksimetyyliselluloosanatrium-liukuainesilmätipat 0,5 % w/v samalla annoksella kuin testisilmätippa, mutta kontrollisilmään.

Testisilmä valitaan Simple Randomization -menetelmällä. Kaikissa tapauksissa, joissa on parillinen sarjanumero, oikea silmä on testisilmä ja parittomissa tapauksissa vasen silmä on testisilmä.

Potilaan ja tutkijoiden sokeutumisen varmistamiseksi molemmat tippat annostellaan identtisiin pulloihin ja ne merkitään uudelleen kirjaimilla "R" ja "L", jotka osoittavat kumpaa silmää potilas käyttää. Tämä tehdään etukäteen siten, että vain yhdellä tutkimuksen jäsenellä on luettelo huumeiden identiteetistä. Sama henkilö toimittaa myös asianmukaisesti merkityn lääkkeen potilaille, eikä hän ole osana kliinistä arviointia ja potilastietojen analysointia.

Potilaiden hoitomyöntyvyyden tarkistamiseksi potilaiden tulee hankkia käytetyt pullot jokaisella käynnillä ja uudet pullot toimitetaan. Koska jokainen pullo sisältää 5 ml liuosta, niitä riittää 25-30 päiväksi, kuten myös potilaiden seuranta-aikataulumme.