TAP-GRIN: Interventiotutkimus GRIN-geenin kanssa yhteydessä oleviin neurokehityshäiriöihin sairastuvista potilaista

GRINiin liittyvät neurokehityshäiriöt (GRIN-NDD) ovat harvinaisia geneettisiä sairauksia, joita aiheuttavat patogeeniset variantit geeneissä GRIN1, GRIN2A, GRIN2B tai GRIN2D, jotka koodaavat N-metyyli-D-aspartaattireseptorin (NMDAR) alayksiköitä. NMDAR-reseptoreilla on keskeinen rooli synaptisessa signaloinnissa, plastisuudessa ja neurokehityksessä. Näihin geeneihin vaikuttavat variantit voivat johtaa reseptoritoiminnan muutoksiin, yleisimmin toiminnan menetykseen (LoF), mikä aiheuttaa kirjon neurokehityksellisiä fenotyyppejä, kuten epilepsiaa, kehitysvammaisuutta, käyttäytymishäiriöitä, unihäiriöitä ja motorisia vaikeuksia.

Prekliininen ja kliininen näyttö viittaa siihen, että NMDAR-reseptorin kokoagonistin saatavuuden parantaminen voi osittain palauttaa reseptoritoimintaa LoF-GRIN-variantteja kantavilla henkilöillä. L-seriini, luonnossa esiintyvä aminohappo, on D-seriinin metabolinen esiaste, ja D-seriini on tärkeä endogeeninen NMDAR-reseptorin kokoagonisti. Suun kautta annettu L-seriinilisä on liitetty kliiniseen paranemiseen pienissä tapaussarjoissa ja varhaisvaiheen kliinisissä tutkimuksissa, joissa on mukana LoF-varianttien aiheuttaman GRIN-NDD:n omaavia henkilöitä. Systemaattinen näyttö satunnaistetuista, sokkoutetuista tutkimuksista on kuitenkin edelleen vähäistä, erityisesti näiden sairauksien harvinaisuuden ja fenotyyppisen heterogeenisyyden vuoksi.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on arvioida L-seriinilisän kliinistä vaikutusta ja turvallisuutta käyttäen aggregoitua sarjaa randomisoituja, kaksoissokkokontrolloituja n-of-1 -kokeita. N-of-1 -lähestymistapa mahdollistaa sen, että jokainen osallistuja toimii omana kontrollinaan, ja se soveltuu hyvin harvinaisiin sairauksiin, joissa on huomattavaa yksilöiden välistä vaihtelua. Aggregoimalla useiden yksittäispotilaskokeiden dataa käyttäen Bayesilaisia hierarkkisia malleja tutkimuksen tavoitteena on tarjota sekä yksilötasoisia että väestötasoisia arvioita hoidon vaikutuksesta.

Perustason havainnointijakson jälkeen osallistujat käyvät läpi toistuvia hoitosyklejä, joissa L-seriinilisä ja lumelääke annetaan vuorotellen. Jokainen sykli koostuu kahdesta yhtä pitkästä hoitojaksoista, ja hoidon järjestys satunnaistetaan jokaiselle syklille. Jokaisen hoitojakson alussa on lyhyt peseytymisjakso mahdollisten carry-over-vaikutusten minimoimiseksi. Sekä osallistujat että tutkijat pysyvät sokkotilassa hoidonjakoon liittyen koko tutkimuksen ajan, paitsi turvallisuussyistä tapahtuvan hätäsokkoutuman purkamisen yhteydessä.

L-seriini ja lumelääke toimitetaan suun kautta annettavina liuospulvereina, ja niitä annetaan kiinteällä painoon perustuvalla annoksella, joka jaetaan kolmeen päivittäiseen annokseen. Annoksen titrausta ei ole suunniteltu. Samanaikaiset hoidot, mukaan lukien epilepsialääkkeet ja muut vakiintuneet terapiat, ovat sallittuja ja pidetään vakaina aina kun se on kliinisesti mahdollista. Osallistujia seurataan pitkittäisesti suunniteltujen käyntien kautta, joihin sisältyy kliinisiä arviointeja, turvallisuuslaboratoriotutkimuksia ja tutkimussuunnitelman määrittelemät arvioinnit.

Tutkimuksen ensisijainen painopiste on L-seriinilisään liittyvän kokonaisvaltaisen kliinisen muutoksen arviointi verrattuna lumelääkkeeseen. Toissijaisissa arvioinneissa tarkastellaan hoidon vaikutuksia useilla toiminnallisilla alueilla, kuten käyttäytymisessä, kognitiossa, sopeutumistoiminnassa, motorisissa kyvyissä, unen laadussa sekä epilepsiaa sairastavilla osallistujilla kohtaustiheydessä ja elektroenkefalografisissa (EEG) piirteissä. Nämä arvioinnit suoritetaan toistuvasti jokaisen hoitojakson lopussa, mikä mahdollistaa subjekti-internaaliset vertailut eri hoito-olosuhteiden välillä.

Kliinistä tuloksia lisäksi tutkimus sisältää neurofysiologisia arviointeja, joilla pyritään selvittämään objektiivisia biomarkkereita hoitovasteelle. Valituilla tutkimuspaikoilla käytetään transkraniaalista magneettistimulaatiota (TMS) yhdistettynä elektromyografiaan (EMG) ja elektroenkefalografiaan (EEG) kortikaalisen excitabiliteetin, inhibitiivisen ja eksitatorisen tasapainon sekä verkkotasoisien vasteiden stimulaatioon kuvaamiseen. Näiden mittausten tarkoituksena on tarjota mekanistisia näkemyksiä NMDAR:ään liittyvästä kortikaalisesta toiminnasta ja tunnistaa mahdollisia biomarkkereita, jotka korreloivat kliinisen vasteen kanssa L-seriiniin.

Valinnaiseen prekliiniseen biomarkkeri-alitutkimukseen sisältyy osa osallistujista, jotka antavat lisäsuostumuksen. Tässä alitutkimuksessa perifeerisiä verinäytteitä käytetään indusoitujen pluripotenttien kantasolujen (iPSC) tuottamiseen, jotka myöhemmin erilaistetaan neuronaisiksi solumalleiksi ja valituissa tapauksissa kolmiulotteisiksi aivo-organoideiksi. Näitä potilasperäisiä malleja käytetään neuronikehityksen, synaptisen toiminnan, verkkotoiminnan ja plastisuuden tutkimiseen in vitro sekä L-seriinialtistuksen vaikutusten arviointiin solu- ja molekyylitasolla. Tämän alitutkimuksen tiedot ovat tutkivia ja niiden tarkoituksena on tukea kliinisten löydösten translaatiotulkintaa.

Turvallisuuden seuranta suoritetaan koko tutkimuksen ajan Hyvän kliinisen käytännön periaatteiden mukaisesti. Haitalliset tapahtumat kerätään ja arvioidaan systemaattisesti niiden vakavuuden ja mahdollisen yhteyden suhteen tutkimustuotteeseen. Ennalta määritellyt kriteerit ovat käytössä hoidon keskeyttämiselle ja ennenaikaiselle vetäytymiselle kliinisen tilan heikkenemisen tai turvallisuushuolien sattuessa. Ottaen huomioon L-seriinin luokittelu erityislääketieteelliseksi ruoaksi eikä lääkkeeksi sekä sen aiemman kliinisen käytön, erityisiä toksisuusmerkkejä ei odoteta; kuitenkin jatkuva seuranta toteutetaan osallistujien turvallisuuden varmistamiseksi.

Tutkimus toteutetaan useilla kansainvälisillä keskuksilla, joilla on asiantuntemusta GRIN-NDD:stä. Aggregoitujen n-of-1 -kokeiden innovatiivinen suunnittelu on tarkoitettu maksimoimaan tulosten tulkittavuutta harvinaisen sairauden kontekstissa, mahdollistaen sekä keskimääräisen hoidonvaikutuksen että yksilöiden välisen vasteen vaihtelun tunnistamisen. Löydösten odotetaan vaikuttavan kliiniseen päätöksentekoon, edistävän L-seriinin käyttöä GRIN-NDD:ssä näyttöön perustuvasti ja tukevan n-of-1 -koemenetelmien laajempaa soveltamista harvinaisissa neurologisissa sairauksissa.