Comprensione dell'intolleranza gastrointestinale indotta da metotrexato nell'artrite idiopatica giovanile e nella leucemia infantile

Sfondo:

La leucemia infantile (Acute Lymphoblastic Leukemia, LLA) è la neoplasia più frequente nella popolazione pediatrica (1). I tassi di sopravvivenza hanno raggiunto oltre l'85% grazie ai progressi della chemioterapia. Il metotrexato ad alte dosi (MTX) è un pilastro nel trattamento della ALL (2-4). La tossicità gastrointestinale è una sfida ben nota associata al trattamento con MTX ad alte dosi (5). Tuttavia questo non è descritto come un problema significativo tra questi bambini quando raggiungono il trattamento di mantenimento e ricevono un trattamento con MTX a basso dosaggio. Anche i bambini con artrite idiopatica giovanile (AIG) ricevono un trattamento con MTX a basso dosaggio. Tra questi pazienti l'intolleranza gastrointestinale indotta da MTX è un problema significativo. Gli studi hanno dimostrato che più della metà dei pazienti affetti da AIG ha problemi a tollerare il MTX a causa della nausea che può portare all'interruzione del trattamento (6,7). È in gran parte sconosciuto il motivo per cui il MTX provoca nausea, ma si ritiene che entrambi i fattori farmacogenetici e psicologici svolgano un ruolo (8).

L'AIG è la malattia reumatica pediatrica cronica più comune. Senza trattamento, la malattia provoca disabilità significative a breve e lungo termine e compromissione della qualità della vita. La prognosi è notevolmente migliorata negli ultimi anni come risultato di sostanziali progressi nella gestione della malattia e il MTX è un pilastro nel trattamento dell'AIG (9-13).

Lo scopo di questo progetto è creare una maggiore comprensione dell'intolleranza gastrointestinale indotta da MTX tra i bambini con leucemia e i bambini con JIA. Il progetto si concentrerà sulla nausea e indagherà sul livello di nausea nei due gruppi di pazienti e confronterà se esiste una differenza. I ricercatori studieranno ulteriormente i fattori farmacogenetici e psicologici e la loro relazione con il livello di nausea dei pazienti.

Background farmacogenetico:

L'MTX viene assorbito dal tratto gastrointestinale e trasportato nel flusso sanguigno dalle proteine ​​trasportatrici negli enterociti. L'eliminazione di MTX è principalmente renale ma una percentuale di MTX passa prima attraverso la circolazione enteroepatica (14,15). Gli studi sull'uso del trattamento con alte dosi di MTX nei bambini con LLA suggeriscono che una rapida clearance epatica di MTX aumenta il grado di tossicità gastrointestinale. È stato inoltre dimostrato che i pazienti con mutazioni (Single Nucleotide Peptides, SNPs) nel gene che codifica per la proteina trasportatrice epatica SLCO1B1, responsabile del trasporto di MTX nel fegato, hanno una minore tossicità gastrointestinale a dosi elevate di MTX (16). La proteina trasportatrice codificata da SLC19A1 si trova sia nel fegato che negli enterociti (15).

Studi su pazienti adulti con diagnosi di psoriasi o artrite reumatoide e trattati con MTX a basso dosaggio e studi su pazienti con LLA in MTX ad alto dosaggio mostrano che SLC19A1 è associato alla concentrazione di MTX nel plasma e negli eritrociti, nonché alla tossicità correlata al MTX (1,17-20). Le proteine ​​trasportatrici che trasportano MTX fuori dal fegato e nei dotti biliari sono codificate da ABCC2 e ABCB1(15). Studi su pazienti adulti con artrite reumatoide in MTX a basse dosi, adulti con leucemia mieloide cronica e studi su pazienti con LLA in MTX ad alte dosi hanno dimostrato che entrambi i geni sono importanti dal punto di vista farmacocinetico e che ABCC2 è stato inoltre associato alla tossicità gastrointestinale correlata a MTX. 5,21-24). Precedenti studi su pazienti con artrite reumatoide, leucemia infantile e AIG hanno dimostrato che la frequenza di SNP clinicamente rilevanti nei geni che codificano per le proteine ​​di trasporto correlate a MTX è: SLCO1B1 (70,3%), ABCB1 (20,6%), ABCC2 (56,8%), SLC19A1 (31%) (5,16,17,19,21,25-28). I ricercatori ritengono pertanto concepibile trovare i polimorfismi genetici selezionati per le proteine ​​​​del trasportatore correlate a MTX nella popolazione di studio partecipante.

Obiettivi farmacogenetici:

Indagare se l'intolleranza gastrointestinale correlata al MTX è associata alla circolazione enteroepatica. In particolare, per determinare se gli SNP nei geni che codificano per le proteine ​​del trasportatore epatico MTX sono associati al livello di effetti collaterali gastrointestinali indotti dal farmaco.

Ipotesi farmacogenetiche:

I pazienti con SNP nei geni che codificano per le proteine ​​di trasporto correlate a MTX nel fegato hanno un livello inferiore di circolazione enteroepatica di MTX e quindi hanno un livello inferiore di nausea rispetto ad altri pazienti.

Contesto psicologico:

Studi su pazienti oncologici adulti hanno dimostrato che la nausea su base psicologica che si verifica dopo il trattamento con chemioterapia è una possibile spiegazione della nausea che è sproporzionata rispetto al potenziale emetogeno del medicinale. È anche una possibile spiegazione della grande variazione del livello di nausea dei pazienti oncologici dopo lo stesso tipo di chemioterapia (29,30). Studi su bambini in chemioterapia per diversi tumori hanno dimostrato che fattori psicologici, come le strategie di coping e l'ansia, influenzano il grado di nausea e vomito associati alla chemioterapia (31-33). I ricercatori vogliono indagare se questo è anche il caso dei bambini con leucemia in trattamento di mantenimento con MTX a basso dosaggio e dei pazienti con JIA in trattamento con MTX a basso dosaggio.

Obiettivi psicologici:

Indagare se le strategie di coping della nausea e il livello di ansia della popolazione in studio sono associati al grado di intolleranza gastrointestinale indotta da MTX. E indagare se c'è una differenza tra i due gruppi di pazienti.

Ipotesi psicologiche:

Strategie di coping psicologiche insufficienti e un alto livello di ansia possono causare nausea su base psicologica. Pertanto, i pazienti con un alto livello di ansia e strategie di coping insufficienti avranno un grado più elevato di nausea al trattamento con MTX rispetto ad altri pazienti.

Prospettive Questo progetto contribuirà a una maggiore comprensione dell'intolleranza indotta da MTX nei bambini affetti da leucemia e AIG. Ciò sarà vantaggioso anche per tutti gli altri bambini che ricevono un trattamento con MTX a basso dosaggio. Il progetto ottimizzerà il trattamento di mantenimento della leucemia infantile e il trattamento dell'AIG utilizzando i genotipi SNP dei pazienti per determinare chi può tollerare MTX e chi no. Inoltre, identificare i pazienti in cui l'intervento psicologico può ridurre la nausea indotta da MTX.

Materiali e metodi

La popolazione in studio comprende:

1. Bambini con diagnosi di LLA in trattamento di mantenimento
2. Bambini con diagnosi di AIG secondo i criteri ILAR

Per i criteri di inclusione/esclusione vedere in "Criteri di ammissibilità". Per ogni paziente verrà annotato un elenco di caratteristiche specifiche della malattia. Il livello di intolleranza indotta da MTX è determinato da un "diario della nausea" elettronico per quattro settimane, contenente una "scala dei volti della nausea" basata su una "scala dei volti del dolore" (34). Gli effetti collaterali gastrointestinali saranno ulteriormente valutati mediante un questionario Methotrexate-Intolerance-Severity-Score (MISS) (35).

Metodi farmacogenetici:

I campioni di sangue di ciascun paziente verranno utilizzati per determinare la prevalenza di SNP nei geni che codificano per le proteine ​​di trasporto correlate a MTX (geni inclusi: SLCO1B1, SLC19A1, ABCC2, ABCB1). L'analisi genetica sarà eseguita presso l'Istituto di biomedicina dell'Università di Aarhus. La genotipizzazione viene eseguita utilizzando il sistema Sequenom MassARRAY Genotyping (Sequenom, San Diego, CA). In breve, la PCR multiplex viene eseguita in reazioni da 5 μl contenenti 10 ng di DNA genomico, 1,25 x tampone PCR, 0,5 mM dNTP, 100 nM di ciascun primer e 0,5 U Taq polimerasi utilizzando condizioni cicliche standard. I prodotti PCR vengono quindi trattati con SAP e la reazione di estensione della sonda (iPLEX) viene effettuata secondo il protocollo standard iPLEX (Sequenom). I campioni dissalati vengono analizzati utilizzando uno spettrometro di massa (Sequenom) con desorbimento/ionizzazione laser a tempo di volo (MALDI-TOF) assistito da matrice Bruker e i genotipi determinati utilizzando il software MassARRAY Typer 3.4 (Sequenom). Il campione di sangue sarà utilizzato anche per misurare la concentrazione di MTX-poliglutammati negli eritrociti (Ery-MTX-PG). La misurazione di Ery-MTX-PG sarà eseguita mediante tecnica HPLC presso il laboratorio di oncologia pediatrica, Rigshospitalet, Copenhagen, Danimarca.

2) Metodi psicologici: le strategie di coping dei pazienti saranno studiate utilizzando un questionario di coping della nausea sviluppato da un questionario di coping del dolore, che è stato sviluppato specificamente per i bambini e precedentemente tradotto in danese, convalidato e utilizzato in studi precedenti. Consiste in otto sottoscale delle principali strategie di coping: ricerca di informazioni, risoluzione dei problemi, ricerca di supporto sociale, autoaffermazione positiva, distrazione comportamentale, distrazione cognitiva, esternalizzazione e interiorizzazione/catastrofizzazione (36,37,39,40). Il livello di ansia dei pazienti sarà valutato da "Beck Youth Inventories" (BYI), che sono stati precedentemente tradotti in danese e convalidati. Il BYI è breve e facile da usare. Si compone di 20 frasi che indagano la paura, la preoccupazione ei sintomi fisiologici associati all'ansia (38).

Calcolo della potenza statistica: si basa sulla misura dell'obiettivo primario (il grado di nausea) quantificata dalla "scala dei volti della nausea" nel diario della nausea. La scala ha i punti finali: "nessuna nausea" e "nausea estrema", nei numeri da 0 a 5. I risultati di uno studio precedente che utilizzava la scala dei volti del dolore mostrano che i punteggi medi erano 0,74 (SD = 0,70) e 0,91(SD=0,86) (36). Da una valutazione clinica gli investigatori si aspettano che il punteggio medio di nausea per il gruppo di pazienti con AIG sia 2,5 e 1 per i pazienti con ALL. La deviazione standard dovrebbe essere simile allo studio precedente (SD=0,9). Se il livello di significatività (alfa) è 0,05, la potenza è 80% e il rapporto tra le dimensioni del gruppo è 2, la dimensione calcolata della popolazione in studio sarà di 10 pazienti nel gruppo JIA e 5 nel gruppo ALL. Se il punteggio medio della nausea è solo 2 per il gruppo di pazienti con AIG, ma ancora 1 per il gruppo di pazienti con ALL, e la deviazione standard è maggiore del previsto, SD=2. Ma l'alfa è ancora 0,05, la potenza è dell'80% e il rapporto tra le dimensioni del gruppo è ancora 2. Quindi la dimensione calcolata della popolazione in studio sarà di 96 pazienti nel gruppo JIA e 48 nel gruppo ALL.

Piano di ricerca

Il gruppo di ricerca è composto da:

Dal Dipartimento di Pediatria, Aarhus University Hospital Skejby:

Candidato principale: Nini Kyvsgaard Brix Nørgaard, studente di dottorato (iscritto all'Università di Aarhus), M.D.

Supervisore principale: Troels Herlin, Professore, DMSc; Correlatore: Torben Stamm Mikkelsen, MD, PhD.

Dall'Istituto di Biomedicina, Università di Aarhus:

Co-supervisore: Thomas Juhl Corydon, professore associato, PhD, vicedirettore dell'Istituto di biomedicina, Università di Aarhus.

Dall'Istituto di Psicologia, Università di Aarhus:

Co-Supervisore: Mikael Thastum, Professore, PhD, Direttore di Psicologia Clinica, Università di Aarhus.

Il dottorando eseguirà e coordinerà l'esecuzione quotidiana del progetto con la guida del gruppo di supervisori. Il primo e il secondo anno del progetto saranno dedicati alla raccolta dei dati dei pazienti e dei campioni di sangue. In primo luogo, inizierà l'inclusione dei pazienti affetti da AIG. Quindi l'inclusione dei pazienti TUTTI. Il terzo anno sarà dedicato all'analisi dei polimorfismi genici e dei livelli di MTX, all'analisi dei dati e alla compilazione di manoscritti per la pubblicazione. Il gruppo di ricerca ha una vasta esperienza di ricerca e competenza clinica in questo settore.

Fattibilità Sono disponibili le attrezzature di laboratorio per prelevare i campioni di sangue e per effettuare la manipolazione iniziale degli stessi. L'analisi finale sarà eseguita come specificato in 'metodi farmacogenetici'. Gli investigatori hanno accesso al software per eseguire i questionari elettronicamente, nonché l'accesso al supporto statistico.