Effetti neurofisiologici e biomolecolari di Atogepant nell'emicrania episodica (ATOM)

SFONDO:

L'emicrania è una malattia neurologica altamente diffusa associata a un grave onere per i pazienti e la società. Nonostante i recenti progressi, la conoscenza dei percorsi molecolari e biochimici che si accendono e spengono un attacco di emicrania e portano ad una maggiore frequenza di attacchi è ancora limitata. Inoltre, la mancanza di predittori della risposta terapeutica è una barriera all'accesso alle cure e ad un approccio personalizzato. Negli ultimi anni, diversi farmaci specifici per emicrania sono diventati disponibili per il trattamento preventivo della malattia, che mira a ridurre la frequenza e l'intensità degli attacchi. Tra i farmaci attualmente disponibili per il trattamento dell'emicrania, ci sono molecole che interferiscono direttamente con la via del peptide (CGRP) correlato al gene della calcitonina. I gepant, farmaci orali che sono antagonisti del recettore CGRP, rappresentano una classe farmacologica recentemente disponibile per il trattamento acuto e preventivo delle emicranie a causa del loro specifico meccanismo d'azione.

Il potenziale meccanismo alla base del beneficio terapeutico derivato da farmaci che bloccano la CGRP, nonché il loro impatto su vari parametri biochimici e funzionali associati alla patofisiologia dell'emicrania, rimane un argomento di dibattito.

L'obiettivo del progetto Atom è caratterizzare i meccanismi neurofisiologici e biomolecolari alla base dell'azione terapeutica di Atogepant (ATO), un farmaco appartenente alla nuova classe farmacologica di Gepants. ATO ha dimostrato di essere efficace nel trattamento preventivo dell'emicrania cronica e episodica. Tuttavia, il trattamento preventivo con i gepanti è ancora inefficace (riducendo il numero di giorni di emicrania mensile di meno del 50%) nel 30% dei pazienti. Questa scoperta suggerisce che altri percorsi biologici indipendenti dalla CGRP possono svolgere un ruolo nella fisiopatologia dell'emicrania. Tra questi, il sistema endocannabinoide ha ottenuto una crescente importanza nel corso degli anni.

Dal punto di vista neurofunzionale, la sensibilizzazione centrale è un aspetto significativo dell'emicrania fisiopatologia. Il nostro gruppo ha dimostrato l'utilità del riflesso di prelievo nocicettivo all'arto inferiore (RIII) nello studio della sensibilizzazione centrale. Uno studio successivo ha mostrato un miglioramento dei parametri del riflesso di RIII nel 30% dei pazienti con emicrania cronica che hanno risposto a erenumab dopo tre mesi di trattamento, suggerendo una potenziale correlazione tra miglioramento della sensibilizzazione centrale e beneficio clinico dal trattamento anticorpale anti-CGRP.

Inoltre, i pazienti con emicrania presentano risposte alterate a seguito di ripetute stimoli cranici, in particolare un deficit di abitudine a tali stimoli. È stato descritto che il modello di abitudine segue un corso caratteristico durante il ciclo di emicrania. Il deficit di abituazione è stato dimostrato attraverso vari metodi neurofisiologici, come il riflesso di lampeggiamento nocicettivo (NBR) e i potenziali evocati visivi (VEPS). Queste valutazioni forniscono informazioni sulla modulazione delle stazioni pertinenti nel sistema trigemino-vascolare, in particolare il complesso trigemino-cervicale e la corteccia occipitale.

Il nostro studio include una valutazione della connettività funzionale cerebrale utilizzando l'elettroencefalografia ad alta densità (HD-EEG). Recentemente, abbiamo analizzato potenziali variazioni nella connettività funzionale all'interno della rete statale a riposo (RSN) nei pazienti con emicrania sottoposti a sei mesi di trattamento con anticorpi monoclonali che mirano alla via CGRP attraverso valutazioni seriali HD-EEG (dati non pubblicati). I nostri risultati dimostrano che i pazienti con emicrania, rispetto ai controlli sani, presentano un'iperconnettività diffusa nelle bande di frequenza Theta e delta, potenzialmente attribuibili alla disfunzione dei generatori di queste bande di frequenza, evidenziando l'importanza del concetto di talamo-cortica nella patofisiologia. Al contrario, i confronti longitudinali hanno rivelato una tendenza alla normalizzazione della connettività in pazienti con una buona risposta clinica agli anticorpi monoclonali anti-CGRP.

Dal punto di vista biochimico, il nostro gruppo ha dimostrato che l'espressione genica degli enzimi catabolizzanti endocannabinoidi - acido grasso ammidico idrolasi (FAAH) e monoacilglicerolo lipasi (MAGL) - è alterata nelle cellule periferiche dei pazienti con emicrania episodica e cronica e è correlata alla grazia emicrania. Allo stesso modo, varie prove della letteratura supportano il ruolo dei microRNA nei meccanismi alla base delle emicranie. Livelli di espressione elevati di miR-382-5p e miR-34a-5p, combinati con livelli più bassi di espressione di miR-30a-5p, sono stati trovati nei pazienti con emicrania rispetto ai controlli sani, confermando un'alterazione epigenetica. In uno studio precedente, abbiamo riferito che i livelli periferici di miR-382-5p e miR-34a-5p nei pazienti con emicrania erano correlati con la gravità della malattia, poiché erano aumentati nei pazienti con emicrania cronica e mal di testa ai farmaci (CM-MOH) rispetto all'emicrania dell'emicrania episodica (EM) dei pazienti, suggerendo un coinvolgimento della cronizzazione, non Livelli elevati di miR-155, un microRNA noto per modulare l'infiammazione, sono stati trovati nelle cellule periferiche dei pazienti con EM e CM-MOH rispetto ai controlli sani, con livelli più alti nei pazienti cronici.

L'obiettivo generale di questo progetto è l'identificazione di specifiche firme neurofisiologiche e biomolecolari che differenziano i soggetti con l'emicrania che beneficiano o non beneficiano del trattamento con Atogepant. Questo obiettivo sarà raggiunto attraverso un'accurata profilazione neurofisiologica e biochimica di soggetti con emicrania episodica ad alta frequenza trattata con Atogepant 60 mg per un periodo di 3 mesi.

Progettazione dello studio:

I pazienti saranno arruolati da coloro che frequentano la clinica ambulatoriale dell'IRCCS Mondino Institute (Pavia). Gli investigatori iscriveranno 30 pazienti con emicrania episodica ad alta frequenza (8-14 giorni di emicrania mensile) con indicazioni cliniche per iniziare Atogepant (ATO-60 mg al giorno) secondo le normative italiane.

Gli investigatori raccoglieranno dati clinici ed eseguiranno la profilazione biochimica e neurofunzionale dei pazienti con emicrania al basale (T0) e dopo tre mesi di trattamento Atogepant (T1).

Metodi: tutti i pazienti subiranno a T0 e T1:

1. Profilazione biochimica che includerà l'analisi di:

   • Sistema Eccome: FAAH, MAGL MRNA in PBMCS;
   • livelli plasmatici di CGRP, PACAP e VIP;
   • miR-382-5p, miR-34a e miR-155 in PBMCS. Gli investigatori raccoglieranno il campionamento biochimico tra le 9 e le 11 per evitare l'influenza del ritmo circadiano. Tutta la valutazione verrà eseguita nella fase interctal.

   Verranno adottati i seguenti metodi di raccolta: • Analisi di mRNA e microRNA in PBMCS. I campioni di sangue saranno raccolti all'interno di tubi di acido tetra-acetico etilendiammina, gli investigatori isoleranno prima PBMC e RNA totale. L'ubiquitina C e U6 fungeranno da geni di pulizia per i geni che codificano per gli enzimi ecbomi e i miRNA. • I livelli CGRP ALPHA, PACAP-38 e VIP saranno misurati utilizzando un test immunosorbente collegato all'enzima commerciale.

2. Profilazione neurofunzionale che includerà:

   • registrazione del riflesso di prelievo nocicettivo (RIII);
   • Registrazione del riflesso del ciglio nocicettivo (NBR);
   • Registrazione di EEG ad alta densità (HD-EEG);
   • Registrazione di potenziali evocati visivi (VEP). Verranno adottati i seguenti metodi: - Reflex di astinenza nocicettivo (riflesso RIII): il nervo surale sarà stimolato tramite elettrodi di superficie dietro il malleolo laterale destro. La soglia riflessa (≥20 μV,> 10 msec) verrà determinata usando il metodo ladder. La soglia di somma temporale (TST) sarà valutata aumentando l'intensità dello stimolo (5 stimoli a 2 Hz) fino a quando non appare la facilitazione della risposta del riflesso. (De icco et al., 2020) .- Reflex di lampeggiante nocicettivo (NBR): la risposta NBR R2 verrà registrata utilizzando un elettrodo concentrico sopra il nervo sopraorbitale e gli elettrodi di superficie nel muscolo Orbicularis oculi. L'abituazione sarà valutata con 25 stimoli a frequenze variabili, con area sotto la curva (AUC) calcolata per 5 blocchi mediati. L'indice di abitudine (HI) rifletterà la variazione percentuale in AUC dall'ultimo al primo blocco. (Perrotta et al., 2017). -Registrazione Visual Evked Potents (VEP): VEP verrà registrato durante la stimolazione monoculare usando motivi a scacchi in bianco e nero. I componenti (N70, P100, N145) saranno analizzati e l'abituazione verrà definita come la variazione percentuale nell'ampiezza di P100 tra l'ultimo e il primo blocco. (Ambrosini et al., 2017). Registrazione elettroencefalografica ad alta densità (HD-EEG): registrazioni (128 canali, passa-alto: 0,5 Hz, passa-basso: 100 Hz) includeranno quattro sessioni di stato di riposo di 6 minuti (2 con occhi aperti, 2 con gli occhi chiusi). Le bande di frequenza (delta a gamma) saranno analizzate utilizzando una pipeline personalizzata validata per ricostruire fonti neurali corticali/subcorticali.

Analisi statistica: il calcolo della dimensione del campione è stato eseguito per l'esito primario del progetto ATOM (vale a dire confrontare la soglia TST del riflesso RIII tra T0 e T1. Dai documenti precedenti, dati preliminari e esperienza del nostro gruppo di ricerca, è dedotta una differenza attesa tra i mezzi a T0 e T1 di 2 Ma, con una deviazione standard di 4 Ma per entrambe le misurazioni. Il confronto verrà effettuato mediante test t per dati accoppiati o test non parametrico corrispondente (test di rango firmato Wilcoxon), dopo aver eseguito un test preliminare sulla normalità dei dati (test di Shapiro). Gli investigatori prendono in considerazione una potenza di prova di β = 0,8 e una fiducia del 95%. La dimensione del campione suggerita è n = 30. Per quanto riguarda il risultato co -primario (espressione genica di AIM 2 - di Magls in PBMCS) è stata eseguita un'analisi di potenza, considerando una differenza significativa tra T0 e T1 di 5 RQ (rispettivamente deviazione standard 4 e 10). Supponendo una dimensione del campione di 30, la potenza prevista è superiore all'80%.