Open Trail di γIFN per Friedreich Atassia

L'atassia di Friedreich (FRDA) è una malattia neurodegenerativa devastante che colpisce bambini e giovani adulti. I pazienti diventano progressivamente incapaci di coordinare i movimenti e la deambulazione fino a quando non ne consegue una grave disabilità. La maggior parte dei pazienti sviluppa cardiomiopatia dilatativa e insufficienza cardiaca congestizia. La malattia non è remissiva e riduce significativamente l'aspettativa di vita. FRDA è una malattia genetica ereditata in modo autosomico recessivo. I pazienti con FRDA mostrano espansioni anormali di triplette GAA all'interno del primo introne del gene della fratassina che impediscono la corretta espressione genica. I livelli di fratassina, proteina mitocondriale coinvolta nel metabolismo del ferro e nella produzione di energia, sono insufficienti e le cellule vanno incontro a stress prolungato e morte prematura. Principalmente colpiti dalla carenza di fratassina sono i neuroni periferici dei gangli della radice dorsale (DRG) e i neuroni del nucleo dentato cerebellare.

La FRDA colpisce 1 persona su 50.000 nei paesi occidentali e non ha una terapia approvata. È stato recentemente dimostrato che l'interferone gamma (γIFN), un regolatore naturale della risposta immunitaria e del metabolismo del ferro, stimola la trascrizione del gene della fratassina e promuove l'accumulo di fratassina nelle cellule, comprese le cellule con difetto di fratassina derivate da pazienti affetti da FRDA. Inoltre, il trattamento prolungato di topi YG8R, un modello animale per FRDA, con γIFN determina un accumulo di fratassina nei neuroni DRG e previene in modo significativo il deterioramento delle prestazioni sensomotorie dei topi nel tempo.

Poiché γIFN è anche un farmaco disponibile sul mercato come proteina ricombinante (γIFN - 1b, TD Imukin® e Actimmune®), e già approvato per due indicazioni pediatriche (osteopetrosi maligna e malattia granuloumatosa cronica), potrebbe rappresentare una terapia terapeutica rapidamente accessibile opzione per i pazienti FRDA.

Uno dei principali ostacoli per stabilire in modo efficiente l'efficacia del trattamento in FRDA è la mancanza di biomarcatori affidabili e sensibili. Gli indicatori clinici (scale specifiche per malattia, test di performance temporizzati) sono soggetti a variabilità inter-valutatore e, soprattutto, sebbene validi e sensibili ai cambiamenti a lungo termine, sono molto inefficienti nel catturare i cambiamenti nel breve intervallo di tempo (mesi) tipicamente utilizzato in studi clinici randomizzati (RCT).

Le tecniche avanzate di neuroimaging come Voxel-Based Morphometry (VBM), Susceptibility Weighted Imaging (SWI), Diffusion Tensor Imaging (DTI) e Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) potrebbero offrire indicatori oggettivi della progressione della malattia che potrebbero servire come endpoint paraclinico nelle sperimentazioni terapeutiche. End-point surrogati basati su indicatori di neuroimaging sono stati ampiamente utilizzati in altre malattie neurologiche come la sclerosi multipla e la loro introduzione ha accelerato notevolmente il riconoscimento di trattamenti efficaci e la loro valutazione longitudinale.

Negli ultimi anni, studi di risonanza magnetica in vivo hanno fornito informazioni relative al danno delle aree cerebellari, cerebrali e del midollo spinale coinvolte nella FRDA e in altre atassie geneticamente determinate, che potrebbero essere utili per monitorare la progressione della malattia.

Con l'avvento del VBM è possibile quantificare il grado di atrofia, monitorarlo nel tempo e identificare vari pattern tipici di una specifica forma di atassia. Vari studi hanno evidenziato una significativa correlazione tra il grado dell'atrofia cerebellare, la gravità del quadro clinico ed anche la durata della malattia.

Uno studio pilota condotto su una coorte di 9 adolescenti affetti da FRDA sottoposti a un trattamento di 6 mesi con deferiprone, ha dimostrato una significativa riduzione del segnale R2* medio nei nuclei dentati cerebellari, un indice di deposito di ferro nei tessuti. Le modifiche del pattern fMRI in risposta a compiti specifici che coinvolgono sia la capacità motoria che quella di pianificazione sono state dimostrate anche in pazienti con FRDA, ei protocolli basati su fMRI potrebbero offrire un indicatore aggiuntivo della progressione della malattia o della modificazione indotta dalla terapia.

Obiettivi e scopo dell'indagine proposta:

• Testare la sicurezza del trattamento con γIFN somministrato per 6 mesi alla dose finale di 200 mcg tre volte alla settimana nei pazienti con FRDA.
• Testare l'effetto del trattamento con γIFN su scala clinica specifica per malattia (SARA)
• Testare l'effetto di tale trattamento su una serie di endpoint secondari di imaging, di laboratorio e clinici:

• cambiamenti fMRI nei pazienti FRDA che eseguono il protocollo di tocco delle dita

  • Parametri DTI
  • Spessore della parete ventricolare misurato dall'ecocardiogramma (EcoCG)
  • Spessore di RNFL misurato da OCT
  • Livelli di fratassina nei lisati cellulari preparati da cellule mononucleate del sangue periferico (PBMC)
  • Cambiamenti nella qualità della vita e misura dell'impatto sulla disabilità. Su quali lavori precedenti si basa questo progetto? Le prove della possibile efficacia del γIFN ricombinante nella FRDA sono state raccolte sia nel modello animale per la malattia che nei pazienti con FRDA. Nei pazienti con FRDA, uno studio di fase II recentemente completato ha riportato un miglioramento significativo nella valutazione FARS dopo 3 mesi di trattamento con un regime di 100 mcg, 3 volte/settimana. Inoltre, un altro studio di fase II recentemente completato suggerisce che il dosaggio di 200 mcg è ragionevolmente ben tollerato nei pazienti con FRDA.

Un articolato protocollo MRI per pazienti FRDA di età compresa tra 12 e 50 anni che includeva DTI, VBM e fMRI seguendo un paradigma motorio selettivo è stato testato, convalidato e implementato nell'Istituto dei ricercatori. Con questo protocollo i ricercatori hanno valutato 22 pazienti con FRDA e 15 controlli sani abbinati per età e sesso e hanno trovato differenze significative nei parametri DTI (FA e MD) nella sostanza bianca cerebellare, nei lunghi tratti sensoriali e motori, nei principali tratti commissurali e nel segnale BOLD intensità e distribuzione del segnale BOLD durante l'esecuzione di un test di tocco delle dita. Questi ultimi cambiamenti specifici della malattia erano più evidenti nella corteccia cerebellare omolaterale. I cambiamenti osservati erano correlati al grado di danno neurologico e funzionale misurato con scale validate.

Questi risultati preliminari indicano che i cambiamenti di DTI e fMRI possono funzionare come endpoint surrogati efficienti in RCT per i pazienti con FRDA.

Progettazione Studio pilota in aperto. Endpoint primario di sicurezza: sicurezza del trattamento di γIFN per 6 mesi a dosi di 200 mcg 3 volte a settimana Endpoint primario di efficacia: variazioni del punteggio SARA durante il periodo di trattamento rispetto a quelle registrate durante il periodo pre-trattamento e il follow-up post-trattamento periodo

Endpoint secondari:

o modifiche in: segnale GRASSETTO ottenuto durante il compito motorio selettivo (tocco del dito)

• Parametri DTI (FA, MD) nella sostanza bianca cerebellare, nei tratti lunghi e commissurali

• Spessore della parete ventricolare (Eco CG)

  • Spessore RNFL (OCT)

• Contenuto di fratassina in PBMC
• Cambiamenti nella misura della QoL (SF-36)
• Cambiamenti nella misura della disabilità (WHO-DAS 2.0)

Soggetti

Criterio di inclusione:

• FRDA molecolare definito,
• disponibilità a partecipare allo studio e sottoscrizione del modulo di consenso informato.

Al fine di controllare il deterioramento in corso associato alla malattia, gli investigatori recluteranno solo quei pazienti che erano già stati studiati con il protocollo MRI e le scale funzionali indicate sotto 12 mesi prima dell'inizio del presente studio.

Criteri di esclusione:

• presenza di qualsiasi controindicazione per lo studio MRI,
• presenza di malattie cardiache, epatiche o renali clinicamente significative o altre condizioni mediche instabili.
• Sensibilità nota a γIFN.
• Precedente esposizione all'ematopoietina ricombinante.
• Uso continuativo di desferiprone o altro trattamento specifico per FRDA
• gravidanza o allattamento

Farmaco in studio γIFN (Imukin 100 mcg/fiala)

Il trattamento sarà:

1. I due settimane: 100 mcg/tre volte a settimana Dalla 3a settimana: 200 mcg tre volte a settimana per le successive 22 settimane

   Protocollo di imaging

   L'esame MRI sarà somministrato in 4 punti T:

   - da T-12 a -6: per questo punto verranno utilizzati i dati già archiviati nell'ultimo anno dallo studio MRI degli investigatori pubblicato su 18 soggetti

   - T0: al momento dell'assunzione

   - T6: dopo 6 mesi di trattamento

   - T+6: 6 mesi dopo la fine del trattamento Il protocollo sarà acquisito su uno scanner 3 T dotato di bobina cranica a 32 canali e includerà sequenze morfologiche, strutturali (DTI) e funzionali (fMRI).

   Una sequenza TFE 3D pesata in T1 (TR/TE=8.2/3.7, voxel size= 1x1x1 mm, 150 strati) verranno acquisiti al fine di ottenere dati morfologici adatti all'analisi volumetrica per la morfometria basata su voxel.

   I dati DTI saranno acquisiti mediante una sequenza EPI pesata in T2 (voxel size =2.5x2.5x2.5 mm) lungo 32 direzioni non collineari, con valori b multipli (0, 300, 1100 sec/mm2) e saranno valutati off-line con il software dedicato Tortoise. I dati funzionali saranno acquisiti mediante una sequenza EPI pesata in T2 (TR/TE=2000/20, spessore=2.5mm, 40 fette) che coprono tutto il cervello e il cervelletto.

   Le immagini funzionali saranno acquisite durante un compito che implica coordinazione manuale e precisione, al fine di testare il possibile effetto del trattamento sull'organizzazione funzionale delle reti motorie.

   Protocollo di laboratorio Lo studio Eco CG sarà eseguito a T0, T6, T+6 con protocollo stabilito. Il monitoraggio dei livelli di fratassina sarà eseguito a T0, T3 (dopo 3 mesi) e T6 (dopo 6 mesi).

   Misure cliniche e monitoraggio della sicurezza Un neurologo qualificato visiterà ciascun paziente a T0, T3, T6 e T+6 e riporterà tutti i segni vitali e registrerà altri risultati oggettivi, inclusi gli eventi avversi (AE).

   Una lista di controllo dettagliata con tutti gli eventi avversi noti riportati con il trattamento con γIFN verrà presentata a ciascun partecipante a T0, T3, T6.

   Il seguente esame del sangue verrà eseguito a T0, T3, T6:

   -Emocromo cellulare, velocità di eritrosedimentazione, Ca2+, Cl-, Na+, Mg2+, K+, albumina, globuline, glucosio, azoto ureico nel sangue, acido urico, creatinina, aspartato transaminasi, alanina transaminasi, ferro, ferritina, transferrina

   Analisi statistica Per il protocollo MRI, ogni set di dati sarà elaborato con una pipeline dedicata e un software appropriato.

   I volumi T1 verranno elaborati seguendo la pipeline standard FMRIB Software Library (FSL) ed eseguendo VBM. Come primo passo verrà creato un modello specifico di studio della materia grigia, utilizzando la routine "buildtemplateparallel" di Advanced Normalization Tools (ANTs), che esegue una costruzione iterativa del modello con trasformazioni elastiche.

   I dati DTI saranno corretti per correnti parassite e artefatti da movimento e quindi il tensore di diffusione sarà calcolato utilizzando il modello di diffusione mono-esponenziale non lineare, ottenendo mappe di "anisotropia frazionaria" (FA), "diffusività media" (MD), "diffusività radiale" (RD) e "diffusività assiale" (AD).

   Per quantificare le differenze statistiche nel tempo, i dati di diffusione di tutti i soggetti saranno spostati in uno spazio comune attraverso registrazioni rigide, affini e diffeomorfe basate sul tensore di diffusione stesso. Utilizzando le trasformazioni calcolate sui tensori, verranno eseguiti 3 diversi test:

   - Statistica spaziale basata sui tratti (TBSS);

   - Analisi statistica Voxel-wise basata su permutazioni;

   - Analisi statistica delle regioni di interesse (ROI) con modelli lineari generalizzati (GLM).

   I dati fMRI saranno elaborati utilizzando Statistical Parametric Mapping 8 (SPM8). Un'analisi ad effetto fisso di primo livello verrà eseguita su ciascun soggetto utilizzando il modello lineare globale ei parametri di movimento come fattori di confusione. Per l'analisi a livello di gruppo verrà eseguita un'analisi ad effetti casuali con i contrasti ottenuti nell'analisi del passaggio del singolo soggetto. Verrà infine calcolato un t-test su due campioni per verificare le differenze di attivazione nel tempo.

   Tutti i dati dipendenti dal tempo (compresi i risultati di neuroimaging in base al ROI) saranno analizzati utilizzando modelli misti lineari multivariati, inclusi punti temporali come fattore ripetuto all'interno del soggetto e inclusi sesso, età all'esordio, durata della malattia, anni di istruzione e numero di ripetizioni GAA1 all'interno dell'allele FXN più piccolo come covariate di nessun interesse. N caso di statisticamente significativo (p<0.05) effetto complessivo del tempo, i confronti a coppie tra i punti temporali verranno eseguiti e corretti per confronti multipli tra coppie di punti temporali. Verrà inoltre eseguita un'analisi di correlazione tra possibili modifiche nei punteggi SARA tra punti temporali consecutivi e le rispettive variazioni nelle misure strutturali e funzionali derivate dalla risonanza magnetica.

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