Doxiciclina aggiuntiva per la tubercolosi del sistema nervoso centrale (DIRECT)

I ricercatori ipotizzano che nei pazienti affetti da tubercolosi del sistema nervoso centrale, l'aggiunta di doxiciclina al SOC migliori gli esiti clinici.

Gli obiettivi specifici sono quelli di determinare:

1. Se l’esito primario dei tassi di mortalità o dei gravi deficit neurologici nei pazienti affetti da TBC del sistema nervoso centrale nel braccio doxiciclina migliora a 8 settimane. I deficit neurologici saranno definiti utilizzando un punteggio della scala Rankin modificata pari o superiore a 3 per misurare il grado di disabilità o dipendenza nelle attività quotidiane delle persone che hanno sofferto di disabilità neurologica.
2. Se le MMP e la trascrittomica dei geni infiammatori nel braccio della doxiciclina sono ridotte. Le MMP e i TIMP nel plasma e nel liquido cerebrospinale (CSF) saranno misurati mediante la tecnologia luminex bead array. L'attività funzionale delle MMP del liquido cerebrospinale sarà valutata utilizzando la degradazione della gelatina con colorante (DQ). Le trascrizioni dei geni infiammatori saranno misurate utilizzando il sequenziamento dell'RNA in massa di sangue intero e il sequenziamento dell'RNA a singola cellula. Verrà inoltre profilato il liquido cerebrospinale utilizzando il sequenziamento dell'RNA di singole cellule.
3. Se il trattamento concomitante con SOC e doxiciclina per la tubercolosi centrale è sicuro. I ricercatori monitoreranno i pazienti per gli effetti collaterali, compresi i test di funzionalità epatica, per valutare qualsiasi cambiamento significativo nel profilo di sicurezza dei pazienti dopo la somministrazione di doxiciclina aggiuntiva, rispetto al braccio placebo. Verranno determinate misure standard come eventi avversi di grado 3 o 4 o eventi avversi gravi.

Questi obiettivi specifici determineranno se la doxiciclina migliorerà i risultati clinici nella gestione della TBC del sistema nervoso centrale, ridurrà i deficit neurologici a lungo termine dimostrando al contempo un profilo di sicurezza comparabile. Questi obiettivi sono fondamentali per gettare le basi di uno studio randomizzato e controllato di fase 3 su larga scala sulla tubercolosi del sistema nervoso centrale, che avrà un impatto positivo sulla pratica clinica e sulle linee guida internazionali.

Contesto e significato clinico

Il peso globale della tubercolosi e delle conseguenze della tubercolosi

Nonostante sia stata dichiarata emergenza dall’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) nel 1993, la tubercolosi (TBC) rimane un’epidemia sanitaria globale. Una percentuale significativa della popolazione mondiale è infetta da tubercolosi, in particolare nei paesi a reddito medio-basso in contesti con risorse limitate. Nonostante le strategie dirette al controllo delle infezioni e alla gestione della tubercolosi, si stima che le morti annuali per tubercolosi in tutto il mondo siano 1,3 milioni. Inoltre, anche la pandemia del coronavirus 2019 (COVID-19) ha avuto un impatto sulla tubercolosi e si prevede che l’incidenza della tubercolosi aumenterà sostanzialmente. A Singapore, l’incidenza della tubercolosi è rimasta stagnante dopo alcuni miglioramenti significativi con un’incidenza annuale di circa 39 infezioni da tubercolosi ogni 100.000 persone, che si traduce in meno di 3.000 pazienti affetti da tubercolosi all’anno. Inoltre, a livello regionale e mondiale sono in aumento i casi di tubercolosi multiresistente ai farmaci (MDR) ed estensivamente resistente ai farmaci (XDR), che pongono sfide cliniche. La tubercolosi MDR e XDR spesso richiedono cicli di trattamento prolungati con farmaci che spesso non sono disponibili in contesti con risorse limitate. Singapore non è esente dalla piaga dei casi di tubercolosi MDR e XDR, che sono stati descritti nelle carceri, nelle sale giochi e persino nei complessi residenziali. L’epidemiologia globale e locale indica che la tubercolosi rimane una minaccia di malattia infettiva.

Una delle forme più gravi di tubercolosi è la tubercolosi del sistema nervoso centrale che può portare a morbilità e mortalità significative. Nella TBC del sistema nervoso centrale, la distruzione dei tessuti può provocare sequele neurologiche a lungo termine con deficit neurologici permanenti. Anche con un trattamento adeguato per la tubercolosi del sistema nervoso centrale e la cura microbiologica, i tassi di mortalità per la tubercolosi del sistema nervoso centrale rimangono elevati, fino al 30-50%; La TBC del sistema nervoso centrale può ancora lasciare deficit neurologici residui. I pazienti possono diventare costretti a letto e dipendenti dalle attività della vita quotidiana. Anche con un buon standard di cura, è ancora presente un deterioramento cognitivo fino al 55% dei pazienti e deficit motori fino al 40% dei pazienti, con significativi deficit neurologici residui. Gli steroidi aggiuntivi riducono significativamente la mortalità (41,3% con il placebo contro 31,8% nel braccio degli steroidi), ma i tassi di mortalità rimangono inaccettabilmente elevati. Fondamentalmente, gli steroidi non hanno mostrato un miglioramento significativo nella disabilità grave dovuta a deficit neurologici. Le sequele della tubercolosi causano una sostanziale morbilità molto tempo dopo il trattamento della tubercolosi stessa, poiché attualmente non esiste alcun trattamento per prevenire una grave disabilità neurologica.

Immunopatologia dell'ospite e distruzione dei tessuti della tubercolosi

Lavori precedentemente pubblicati hanno dimostrato che la causa della distruzione dei tessuti nella tubercolosi con conseguenti sequele è l'eccessiva risposta immunitaria infiammatoria e adattativa dell'ospite. Sebbene l’immunopatologia della tubercolosi non sia completamente compresa, è stato dimostrato che le citochine proinfiammatorie come il fattore di necrosi tumorale alfa (TNF-α) possono svolgere un ruolo chiave. Le proteasi provocano la distruzione dei tessuti nei pazienti affetti da tubercolosi, con le MMP che hanno una capacità unica di degradare collettivamente tutte le fibrille della matrice extracellulare a un potere neutro dell'idrogeno (pH), di cui la secrezione di MMP nella tubercolosi è eccessiva. L'attività delle MMP è disregolata nella tubercolosi, che è la chiave della fisiopatologia. La secrezione di più MMP è sovraregolata e deriva da macrofagi umani, cellule epiteliali e neutrofili, come abbiamo dimostrato. La sovraregolazione delle MMP con distruzione dei tessuti è stata dimostrata in diversi modelli animali di tubercolosi, il che fornisce ulteriori prove sul ruolo delle MMP patogene in vivo.

La doxiciclina è l'unico inibitore delle MMP autorizzato dalla Food and Drug Administration statunitense che ha proprietà sia antibatteriche che immunomodulatorie. Si tratta di un antibiotico utilizzato da decenni per una serie di indicazioni cliniche, tra cui la malattia parodontale (malattia gengivale), che agisce sulle fessure parodontali riducendo la concentrazione di collagenasi. La doxiciclina ha anche dimostrato di essere batteriostatico nei confronti del Mycobacterium tuberculosis (Mtb). Ha un eccellente profilo di sicurezza, anche se somministrato per periodi prolungati. Può anche essere somministrato tramite sondino nasogastrico per soggetti con disabilità della deglutizione. Inoltre, è un farmaco ampiamente disponibile ed economico, il che lo rende altamente accessibile anche in contesti con risorse limitate. L'aggiunta della terapia aggiuntiva con doxiciclina ai corticosteroidi e alla terapia standard per la tubercolosi può ridurre l'espressione delle MMP dell'ospite e le risposte dei geni infiammatori nella tubercolosi del sistema nervoso centrale umano, migliorando quindi gli esiti clinici e le sequele neurologiche.

La doxiciclina modula la distruzione dei tessuti della tubercolosi

Abbiamo condotto il primo studio mondiale sulla tubercolosi polmonare con doxiciclina. In uno studio di Fase 2 in doppio cieco, randomizzato e controllato, condotto su 30 pazienti affetti da tubercolosi polmonare, che ha valutato la terapia con doxiciclina diretta dall'ospite finanziato dal National Medical Research Council, i ricercatori hanno dimostrato che 2 settimane di doxiciclina hanno migliorato la risoluzione della cavità polmonare, come indicato dai pazienti che mostravano significativamente cavità più piccole. Inoltre, si è verificato anche un effetto immunologico benefico sull’ospite che è persistente 6 settimane dopo l’interruzione della doxiciclina, accelerando il ritorno all’espressione genica sana del trascrittoma dell’ospite. Anche le MMP sono state sottoregolate con la soppressione delle MMP-1 plasmatiche e un'ulteriore riduzione delle MMP della collagenasi e della gelatinasi nell'espettorato. Tuttavia, gli effetti della doxiciclina sulla mortalità o sugli esiti neurologici nella tubercolosi del sistema nervoso centrale non sono noti. Questo studio randomizzato e controllato di Fase 2 determina se il trattamento aggiuntivo con doxiciclina può essere esteso alla tubercolosi del sistema nervoso centrale per migliorare gli esiti clinici e le sequele neurologiche. Ridurre la disabilità neurologica allevierebbe il carico sulle strutture sanitarie e massimizzerebbe la vita economicamente produttiva di un individuo. Se positivi, questi risultati forniranno dati preliminari per un RCT di Fase 3. I risultati saranno rapidamente trasmessi all’OMS con la quale i ricercatori collaborano strettamente, per influenzare le linee guida internazionali e la pratica clinica.

Obiettivi specifici e ipotesi

I ricercatori ipotizzano che nei pazienti affetti da tubercolosi del sistema nervoso centrale, l'aggiunta di doxiciclina al SOC migliori gli esiti clinici.

Gli obiettivi specifici sono quelli di determinare:

1. Se l’esito primario dei tassi di mortalità o dei gravi deficit neurologici nei pazienti affetti da TBC del sistema nervoso centrale nel braccio doxiciclina migliora a 8 settimane. I deficit neurologici saranno definiti utilizzando un punteggio della scala Rankin modificata pari o superiore a 3 per misurare il grado di disabilità o dipendenza nelle attività quotidiane delle persone che hanno sofferto di disabilità neurologica.
2. Se le MMP e la trascrittomica dei geni infiammatori nel braccio della doxiciclina sono ridotte. Le MMP e i TIMP nel plasma e nel liquido cerebrospinale (CSF) saranno misurati mediante la tecnologia luminex bead array. L'attività funzionale delle MMP del liquido cerebrospinale sarà valutata utilizzando la degradazione della gelatina con colorante (DQ). Le trascrizioni dei geni infiammatori saranno misurate utilizzando il sequenziamento dell'RNA in massa di sangue intero e il sequenziamento dell'RNA a singola cellula. Verrà inoltre profilato il liquido cerebrospinale utilizzando il sequenziamento dell'RNA di singole cellule.
3. Se il trattamento concomitante con SOC e doxiciclina per la tubercolosi centrale è sicuro. I ricercatori monitoreranno i pazienti per gli effetti collaterali, compresi i test di funzionalità epatica, per valutare qualsiasi cambiamento significativo nel profilo di sicurezza dei pazienti dopo la somministrazione di doxiciclina aggiuntiva, rispetto al braccio placebo. Verranno determinate misure standard come eventi avversi di grado 3 o 4 o eventi avversi gravi.

Questi obiettivi specifici determineranno se la doxiciclina migliorerà i risultati clinici nella gestione della TBC del sistema nervoso centrale, ridurrà i deficit neurologici a lungo termine dimostrando al contempo un profilo di sicurezza comparabile. Questi obiettivi sono fondamentali per gettare le basi di uno studio randomizzato e controllato di fase 3 su larga scala sulla tubercolosi del sistema nervoso centrale, che avrà un impatto positivo sulla pratica clinica e sulle linee guida internazionali.