Trattamento con glicerolo-fenilbutirrato nei bambini con mutazione MCT (sindrome di Allan-Herndon-Dudley)

1. Introduzione e motivazione

   L'ormone tiroideo (TH) è cruciale per lo sviluppo e lo stato metabolico di praticamente tutti i tessuti. La segnalazione TH è regolata a livello tissutale mediante la conversione intracellulare del proormone tiroxina (T4) in 3,3',5-triiodotironina attiva per il recettore (T3) o in 3,3',5'-triiodotironina (rT3) inattiva per il recettore deiodinasi. Poiché i recettori T3 si trovano nel nucleo, il trasporto del TH attraverso la membrana plasmatica è necessario sia per il metabolismo che per l'azione del TH. Questo processo è facilitato dai trasportatori TH, il più specifico dei quali è il trasportatore monocarbossilato 8 (MCT8) che è codificato dal gene SLC16A2 situato nel cromosoma X. MCT8 è fondamentale per il trasporto di TH in un certo numero di tessuti, in particolare il cervello. Le mutazioni emizigoti di MCT8 nei maschi causano la sindrome di Allan-Herndon-Dudley (AHDS), un grave disturbo dello sviluppo neurologico che è accompagnato da livelli anormali di TH.

   Il fenotipo neurologico è caratterizzato da un grave ritardo dello sviluppo neurologico a partire dai primi mesi di vita. Inizialmente, i pazienti con AHDS presentano anche ipotonia periferica, ma questa di solito progredisce in tetraplegia spastica. La risonanza magnetica cerebrale dei pazienti con AHDS mostra una mielinizzazione ritardata.

   Il notevole spettro clinico di AHDS è probabilmente derivato dal difetto nell'ingresso di T3 nei neuroni che esprimono MCT8 e, quindi, dalla privazione di TH in specifiche regioni del cervello. Il profilo endocrino dei pazienti con AHDS è caratterizzato da T4 moderatamente basso, T3 alto (di solito più del doppio del limite superiore) e TSH normale o lievemente elevato. I livelli sierici elevati di T3 sono tossici per i tessuti periferici in cui MCT8 non è importante per il trasporto di TH, con conseguenti sintomi di ipertiroidismo come basso peso corporeo, tachicardia, insonnia e atrofia muscolare. Questo fenotipo periferico è progressivo con l'età.

   Attualmente non è disponibile alcuna terapia efficace per i pazienti affetti da AHDS. Nell'ultimo decennio, i principali sforzi di ricerca si sono concentrati sugli agenti tireomimetici che non fanno affidamento su MCT8 ma potrebbero entrare nei neuroni del sistema nervoso centrale (SNC) attraverso trasportatori di membrana alternativi. Gli studi sui topi Mct8 KO con l'acido 3,5-diiodotiropropionico (DITPA) analogo al T3 hanno dimostrato effetti simili al T3 nel cervello e una diminuzione dei livelli sierici di T3, che ha attenuato lo stato tireotossico dei tessuti periferici. Va sottolineato tuttavia che sebbene il modello murino imiti il ​​profilo di funzione tiroidea tipico dell'AHDS, ha uno sviluppo neurologico normale. Questo studio ha portato a uno studio su 4 pazienti con AHDS. Il trattamento con DITPA ha normalizzato i livelli sierici elevati di T3 e TSH, mentre i livelli di T4 e rT3 sono stati aumentati al range inferiore normale. Non c'era miglioramento né nelle funzioni dello sviluppo neurologico né nel fenotipo periferico dei pazienti. A seguito degli effetti limitati del trattamento con DITPA, è stato suggerito un agente tiromimetico alternativo: l'acido tetraiodotiroacetico (Triac [Tiratricol, Téatrois]). In un rapporto di studi internazionali multicentrici pubblicato su The lancet Diabetes and Endocrinology (2019), il programma di dosi crescenti di Triac ha prodotto livelli ridotti di T3 al range normale e una riduzione simile di T4 e TSH. Tuttavia, non è stato osservato alcun miglioramento delle capacità motorie e cognitive.

   Negli ultimi due anni è stato suggerito un potenziale approccio terapeutico diverso, utilizzando chaperon chimici. Gli chaperon sono molecole in grado di alterare la stabilità delle proteine ​​mal ripiegate e migliorare il traffico verso la membrana cellulare. Diversi studi in vitro hanno dimostrato che il chaperon chimico fenilbutirrato di sodio (PB) è stato in grado di salvare l'espressione proteica e la funzione di trasporto T3 di vari mutanti patogeni MCT8. Il PB viene abitualmente utilizzato nei pazienti con disturbi del ciclo dell'urea con l'obiettivo di ridurre la loro iperammoniemia, principalmente sotto forma di glicerolo-fenilbutirrato (GPB), una versione più appetibile del farmaco.

   Gli investigatori mirano a eseguire uno studio terapeutico al fine di valutare l'effetto di GPB sul profilo TH anormale, l'effetto tireotossico periferico di TH e lo stato di sviluppo neurologico dei pazienti con AHDS con mutazioni confermate da MCT8.

2. Obiettivi

Lo studio determinerà l'effetto del GPB sul profilo TH anormale, l'effetto tireotossico periferico del TH e lo stato di sviluppo neurologico dei pazienti con AHDS con mutazioni confermate da MCT8.

Obiettivo primario:

1) Valutare l'effetto del trattamento con GPB sui livelli sierici di T3 e altri livelli di TH.

Obiettivo secondario:

1. Determinare l'effetto del GPB sui parametri ematologici e biochimici nei pazienti con AHDS e riconoscere gli effetti collaterali del trattamento.
2. Per determinare l'effetto del GPB sullo stato ipertiroideo associato a T3 nei tessuti periferici.
3. Per determinare gli effetti del trattamento GPB sullo stato di sviluppo neurologico dei pazienti.

3. Progettazione dello studio

Gli investigatori eseguiranno uno studio prospettico terapeutico su un massimo di 6 AHDS con mutazione MCT8 geneticamente confermata. I soggetti saranno reclutati nella nostra clinica e nelle cliniche collaboratrici. Tutti i pazienti partecipanti riceveranno il trattamento sperimentale gliceolo-fenibuturato (GPB) in uno schema di aumento della dose individualizzato per un massimo di 4 mesi. Non ci sarà alcun gruppo di controllo o accecamento.

Popolazione di studio

1. I pazienti con AHDS della popolazione con mutazioni MCT8 geneticamente confermate saranno reclutati nella nostra clinica (The Pediatric Endocrinology Unit, Kaplan Medical Center, Rehovot, Israel) e nelle cliniche che collaborano.
2. Criteri di inclusione AHDS con fenotipo clinico caratteristico e mutazione geneticamente confermata nel gene MCT8 SLC16A2.

3. Criteri di esclusione

   • Impossibilità di ottenere il farmaco in studio GPB per-os (nei casi senza gastrostomia)
   • Controindicazione nota per GPB
   • Pazienti con AHDS ma senza mutazione confermata nel gene MCT8

Trattamento dei soggetti

1. Prodotto/trattamento sperimentale Nome del medicinale sperimentale: Glycerol phenylbutirate [GPB] (Ravicti oral liquid 1.1 gr/1 ml; produttore Horizon Pharma USA).

2. Il dosaggio di GPB seguirà il dosaggio in uso per i bambini con disturbo del ciclo dell'urea.

   La dose iniziale sarà di 5,0 gr (4,5 ml)/metro quadrato divisa per tre volte al giorno.

   Verrà utilizzata una dose programmata crescente di GPB fino al raggiungimento dei normali livelli sierici di T3. L'aumento della dose verrà interrotto se viene raggiunta una delle seguenti condizioni: 1. Effetti collaterali clinicamente significativi 2. Raggiungimento della soglia di tossicità sierica PAA di 500 µg/ml 3. Raggiungimento della dose massima di GPB in uso nel disturbo del ciclo dell'urea : 12,4 gr (11,2 ml)/metro quadrato diviso per tre volte al giorno. La dose massima giornaliera non deve essere superiore a 19,0 gr (17,5 ml).

   A differenza del disturbo del ciclo dell'urea in cui la dose di GPB è titolata in base ai livelli sierici di ammoniaca, nei pazienti con AHDS i livelli di ammoniaca sono entro i limiti normali, pertanto la titolazione dovrebbe essere basata sulla misurazione del PAA nel siero, un derivato del GPB associato a neurotossicità ad alte concentrazioni.

3. Profilo di sicurezza di GPB Il fenilbutirato è un pre-farmaco che subisce l'idrolisi da parte delle lipasi pancreatiche in acido fenilbutirico (PBA). Dopo la prima fase del metabolismo nel fegato, il PBA subisce la beta-ossidazione in acido fenilacetico (PAA), il metabolita attivo del farmaco. La PAA subisce quindi la coniugazione nel fegato e nel rene in fenilacetilglutamina (PAGN) e viene secreta nelle urine.

   Il fenilbutirato di sodio (NaPB) è attualmente in uso per i pazienti con iperammoniemia dovuta a disturbi del ciclo dell'urea. A differenza del fenilbutirrato di sodio, il glicerolo fenilbutirrato (GPB) è privo di sapore e odore ed è più appetibile, pertanto è preferito per l'uso terapeutico. Il rapporto di potenza tra i due derivati ​​è: NaPB x 0,86 = GPB. Sulla base dell'ampia esperienza con GPB nei bambini con disturbo del ciclo dell'urea, utilizzeremo questo prodotto nello studio, con dosi crescenti che seguono l'intervallo terapeutico nel disturbo del ciclo dell'urea.

   Il profilo di sicurezza è stato valutato in adulti sani e in pazienti con cirrosi. Gli effetti collaterali di una singola dose di GPB sono stati valutati in 24 individui sani e l'effetto di diverse dosi in 8 individui sani e 24 pazienti con cirrosi. Rispetto al NaPB, le concentrazioni massime dei metaboliti del GPB erano inferiori e apparivano più tardi. La degradazione a PAGN è stata più lenta (misurata nelle urine). La degradazione a PAGN in individui sani e pazienti con cirrosi era simile. Gli effetti collaterali che sono stati riportati in questo studio sono stati vertigini, mal di testa e nausea. I parametri ematologici e biochimici (inclusi i test di funzionalità epatica) ei fattori della coagulazione erano entro i limiti normali. Allo stesso modo, non sono stati registrati cambiamenti significativi nell'ECG. Poiché il PAA è un metabolita derivato dal GPB con effetto neurotossico, il livello tossico di PAA è stato calcolato ed è risultato essere molto più alto della concentrazione sierica massima di PAA osservata in questo studio.

4. Effetti collaterali

Comune:

Pelle: eruzione cutanea (10%) Appetito ridotto (7%) Tratto gastrointestinale: diarrea (10%), vomito (7%), dolore addominale, flatulenza, dispepsia Neurologia: vertigini (10%), mal di testa (10%), debolezza ( 7%)

Acuto:

Neurotossicità (vertigini, ipoacusia, digeusia. Questi effetti indesiderati sono stati riportati in associazione con alti livelli di PAA nel siero

Metabolico:

Livelli ridotti di aminoacidi a catena ramificata: leucina, isoleucina, valina

Protocollo di studio

1. Un periodo di washout di almeno 4 settimane (senza alcun farmaco come Triac, DITPA o TH) precederà l'inizio dello studio.

   Ci sono tre visite cliniche nello studio, nell'arco di 4 mesi:

   Visita iniziale, 2 mesi, 4 mesi (visita finale)

2. Ad ogni visita verranno eseguiti i seguenti test e misurazioni:

   Misure antropometriche: altezza, peso, pressione arteriosa, polso, circonferenza cranica Valutazione neurologica: Verrà effettuato un esame neurologico per valutare la presenza di iperreflessia, riflessi primitivi e ipertonia.

   L'iperreflessia sarà valutata dai riflessi del tendine bicipite, tricipite, rotuleo e della caviglia su entrambi i lati, e sarà valutata su una scala predefinita Riflessi primitivi: saranno valutati i seguenti riflessi primitivi: glabellare, muso, suzione, presa e riflesso palmo-mentale.

   L'ipertonia sarà misurata utilizzando la scala Ashworth modificata nelle estremità superiore (gomito) e inferiore (ginocchio) su entrambi i lati e sarà valutata su una scala da 0 (nessun aumento del tono muscolare) a 4 (rigidità sia in flessione che in estensione). L'ipertonia sarà definita come un punteggio >2 in almeno una sede su entrambi i lati del corpo.

   Elettrocardiogramma per frequenza cardiaca, lunghezza PR, lunghezza QRS, valore QT corretto

   Analisi del sangue:

   CBC (emocromo completo) Chimica: Na, K, ALT, AST, LDH, fosfatasi alcalina, GGT, urea, creatinina, proteine ​​totali, albumina, acido urico, colesterolo, colesterolo LDL, colesterolo HDL, trigliceridi, calcio, fosfato , glucosio, CPK Globulina legante gli ormoni sessuali (SHBG) Ammoniaca Test di funzionalità tiroidea: TSH, T4 libero (FT4), T4 totale (TT4), T3 libero (FT3), tireoglobulina Profilo degli amminoacidi sierici Livelli sierici di fenilacetato (mediante spettrometria di massa)

3. Le seguenti misurazioni verranno eseguite solo nella prima e ultima visita:

   Scheda di punteggio della misura della funzione motoria lorda (GMFM) (GMFM-88) Scale Bayley dello sviluppo infantile (BSID) III Sistema di valutazione del comportamento adattivo II (ABAS) per i genitori

4. Responsabilità del farmaco: verrà mantenuto un registro del movimento del farmaco oggetto dello studio ai fini della responsabilità. In ogni visita, il tutore legale dei pazienti sarà le lattine vuote del farmaco oggetto dello studio. Verrà registrato il numero di lattine vuote.
5. Effetti collaterali: in ogni visita verrà registrata una revisione di tutti gli effetti avversi. Inoltre, i tutori legali riceveranno un elenco di tutti gli effetti avversi del farmaco in studio e registreranno gli effetti avversi per giorno e ora tra le visite cliniche.