Terapia polmonare antinfiammatoria dei pazienti con fibrosi cistica (CF) con amitriptilina e placebo (APA-IIb)

La fibrosi cistica (FC), la malattia autosomica recessiva più comune almeno nei paesi occidentali, è causata da mutazioni della molecola regolatrice della conduttanza transmembranosa della fibrosi cistica (CFTR) e colpisce circa 40.000 pazienti in Europa. La maggior parte, se non tutti, i pazienti CF sviluppano un'infezione polmonare cronica da Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa). Al momento, non è noto il motivo per cui i pazienti con FC sono altamente sensibili alle infezioni da P. aeruginosa e, soprattutto, non è disponibile alcun trattamento curativo per la fibrosi cistica.

I nostri studi hanno fornito un nuovo concetto fisiopatologico per la fibrosi cistica. I ricercatori hanno dimostrato che la ceramide svolge un ruolo cruciale nello sviluppo della fibrosi cistica e nell'elevata sensibilità dei topi carenti di Cftr all'infezione da P. aeruginosa (1,2). Utilizzando tecniche biochimiche, microscopia a fluorescenza e spettrometria di massa, i ricercatori hanno scoperto che la ceramide si accumula nei polmoni di vari ceppi di topi carenti di Cftr prima che si verifichi qualsiasi infezione, in particolare nelle cellule epiteliali dei bronchi grandi e piccoli e nei macrofagi alveolari. L'accumulo di ceramide nelle cellule epiteliali carenti di Cftr può essere mediato da un aumento del pH da 4,5 a 6,0 nei lisosomi secretori e nei pre-lisosomi delle cellule carenti di Cftr. La variazione del pH determina una riduzione di circa il 90% dell'attività della ceramidasi acida che consuma ceramide e una riduzione di solo il 35% dell'attività della sfingomielinasi acida che rilascia ceramide. Uno squilibrio nell'attività di questi due enzimi, mediante il quale una relativa attività eccessiva della sfingomielinasi acida produce ceramide, può quindi provocare un accumulo di ceramide. L'inibizione parziale della sfingomielinasi acida, geneticamente o farmacologicamente, riporta le concentrazioni di ceramide a livelli quasi normali nei polmoni dei topi carenti di Cftr. L'inibizione genetica della sfingomielinasi acida è stata ottenuta incrociando topi carenti di Cftr con topi carenti di sfingomielinasi acida per creare topi carenti di Cftr ed eterozigoti per la sfingomielinasi acida (topi Cftr-/-/Smpd1+/-). L'attività della sfingomielinasi acida nei polmoni di questi topi era inferiore di circa il 50% rispetto ai polmoni dei topi wild-type. L'inibizione farmacologica della sfingomielinasi acida è stata ottenuta trattando topi carenti di Cftr con l'inibitore funzionale della sfingomielinasi acida amitriptilina (1,2). L'aumento delle concentrazioni di ceramide nelle cellule epiteliali bronchiali dei topi carenti di Cftr ha innescato la morte di queste cellule, la deposizione di DNA nei bronchi, l'infiammazione polmonare cronica e un'elevata suscettibilità dei topi carenti di Cftr alle infezioni polmonari da P. aeruginosa. La normalizzazione delle concentrazioni di ceramide con mezzi genetici ha normalizzato questi cambiamenti e l'inibizione farmacologica della sfingomielinasi acida ha impedito questi cambiamenti. L'accumulo di ceramide è stato osservato anche nelle cellule epiteliali nasali ciliate, nei macrofagi e nei materiali di trapianto polmonare di pazienti CF (1-4). Questa scoperta suggerisce che i risultati dei nostri studi murini si applicano anche agli esseri umani con fibrosi cistica. Successivamente, i ricercatori hanno applicato un pannello di inibitori funzionali della sfingomielinasi acida e hanno trattato topi carenti di Cftr mediante inalazione di amitriptilina, trimipramina, desipramina, clorprotixene, fluoxetina, amlodipina o sertralina, che sono tutti inibitori funzionali della sfingomielinasi acida. Questa inalazione ha ridotto l'attività della sfingomielinasi acida specificamente nel polmone e ha normalizzato le concentrazioni di ceramide polmonare, l'infiammazione e la suscettibilità alle infezioni (2). Recenti scoperte di C. Ward e collaboratori hanno confermato l'accumulo di ceramide nei campioni polmonari di pazienti CF (5).

Dati clinici:

1. Studio pilota - Sulla base della protezione mediata da amitriptilina dei topi carenti di Cftr, i ricercatori hanno avviato un piccolo studio clinico incrociato con 4 pazienti con fibrosi cistica trattati rispettivamente con amitriptilina o placebo. I risultati hanno rivelato un aumento clinicamente rilevante della funzione polmonare (determinata come FEV1) in tutti i pazienti con fibrosi cistica dopo il trattamento con amitriptilina per 2 settimane.
2. Fase IIa - I dati positivi dello studio pilota ci hanno incoraggiato ad avviare uno studio incrociato di fase IIa su 18 pazienti e a studiare un effetto benefico dell'amitriptilina sulla fibrosi cistica in una popolazione di pazienti più ampia per dimostrare la sicurezza, dimostrare biochimicamente i meccanismi di azione, e per determinare la dose di amitriptilina (25 mg/die, 50 mg/die, 75 mg/die). L'amitriptilina è stata ben tollerata nel gruppo di pazienti e non sono stati registrati SAE alla fine del corso di 28 giorni. Degli 80 eventi avversi, 35 erano correlati o possibilmente correlati al farmaco. Due noti eventi avversi dell'amitriptilina, vale a dire la xerostomia e la stanchezza, erano significativamente diversi tra il placebo e i tre gruppi di trattamento con amitriptilina, ma erano per lo più transitori. Il FEV1 è stato analizzato nell'analisi per protocollo in 13, 7, 8 e 8 cicli di pazienti disponibili, che avevano ricevuto rispettivamente placebo, 25 mg, 50 mg o 75 mg di amitriptilina/die. Dopo 14 giorni di trattamento l'endpoint primario FEV1 era migliorato significativamente nel gruppo amitriptilina 25 mg/die rispetto al placebo (FEV1: +5,0% rispetto al gruppo placebo; p = 0,048). Non è stato osservato alcun cambiamento significativo della funzione polmonare quando ai pazienti sono stati somministrati 50 mg e 75 mg di amitriptilina (6).
3. Fase IIb - Per valutare i dati positivi dello studio di fase IIa, i ricercatori hanno avviato uno studio di fase IIb nel 2009 con un disegno a gruppi paralleli.