TAP-GRIN: Studio Interventistico su Pazienti con Disturbi dello Sviluppo Neurologico correlati a GRIN

I disturbi dello sviluppo neurologico correlati a GRIN (GRIN-NDD) sono condizioni genetiche rare causate da varianti patogene in GRIN1, GRIN2A, GRIN2B o GRIN2D, che codificano le subunità del recettore N-metil-D-aspartato (NMDAR). Gli NMDAR svolgono un ruolo centrale nella trasmissione sinaptica, plasticità e neurosviluppo. Le varianti che influenzano questi geni possono comportare un'alterata funzione recettoriale, più comunemente una perdita di funzione (LoF), portando a uno spettro di fenotipi neuroevolutivi che includono epilessia, disabilità intellettiva, anomalie comportamentali, disturbi del sonno e compromissione motoria.

Evidenze precliniche e cliniche suggeriscono che l'aumento della disponibilità del co-agonista NMDAR possa parzialmente ripristinare la funzione recettoriale negli individui con varianti GRIN LoF. La L-serina, un aminoacido naturale, funge da precursore metabolico della D-serina, un importante co-agonista endogeno NMDAR. L'integrazione orale di L-serina è stata associata a miglioramenti clinici in piccole serie di casi e studi clinici di fase iniziale che coinvolgono individui con GRIN-NDD dovuti a varianti LoF. Tuttavia, le prove sistematiche provenienti da studi randomizzati e in cieco rimangono limitate, in particolare data la rarità e l'eterogeneità fenotipica di questi disturbi.

Questo studio è progettato per valutare l'effetto clinico e la sicurezza dell'integrazione di L-serina utilizzando una serie aggregata di studi n-of-1 randomizzati, in doppio cieco e controllati con placebo. L'approccio n-of-1 consente a ciascun partecipante di fungere da proprio controllo ed è particolarmente adatto per le malattie rare con una notevole variabilità interindividuale. Aggregando i dati di più studi su singoli pazienti mediante modelli gerarchici bayesiani, lo studio mira a fornire stime dell'effetto del trattamento sia a livello individuale che di popolazione.

Dopo un periodo di osservazione basale, i partecipanti affronteranno cicli di trattamento ripetuti in cui l'integrazione di L-serina e il placebo vengono somministrati in periodi alternati. Ogni ciclo consiste in due periodi di trattamento di uguale durata, con l'ordine dei trattamenti randomizzato per ogni ciclo. Un breve intervallo di washout è incorporato all'inizio di ogni periodo di trattamento per minimizzare i potenziali effetti di carry-over. Sia i partecipanti che gli investigatori rimangono in cieco rispetto all'assegnazione del trattamento per tutta la durata dello studio, salvo nei casi di svelamento di emergenza per motivi di sicurezza.

La L-serina e il placebo sono forniti come polveri orali per soluzione e vengono somministrati a una dose fissa basata sul peso, suddivisa in tre somministrazioni giornaliere. Non è prevista alcuna titolazione della dose. I trattamenti concomitanti, inclusi i farmaci antiepilettici e altre terapie standard, sono consentiti e rimangono stabili quando clinicamente fattibile. I partecipanti vengono monitorati longitudinalmente attraverso visite programmate che includono valutazioni cliniche, esami di laboratorio per la sicurezza e valutazioni specificate dal protocollo.

L'obiettivo principale dello studio è la valutazione del cambiamento clinico globale associato all'integrazione di L-serina rispetto al placebo. Le valutazioni secondarie esaminano gli effetti del trattamento in molteplici ambiti funzionali, inclusi comportamento, cognizione, funzionamento adattivo, abilità motorie, qualità del sonno e, nei partecipanti con epilessia, frequenza delle crisi e caratteristiche elettroencefalografiche (EEG). Queste valutazioni vengono condotte ripetutamente alla fine di ogni periodo di trattamento, consentendo confronti intra-soggetto tra le condizioni di trattamento.

Oltre agli esiti clinici, lo studio incorpora valutazioni neurofisiologiche per esplorare biomarcatori oggettivi della risposta al trattamento. La stimolazione magnetica transcranica (TMS) combinata con elettromiografia (EMG) ed elettroencefalografia (EEG) viene utilizzata in siti selezionati per caratterizzare l'eccitabilità corticale, l'equilibrio inibitorio ed eccitatorio e le risposte a livello di rete alla stimolazione. Queste misure mirano a fornire informazioni meccanicistiche sulla funzione corticale correlata all'NMDAR e a identificare potenziali biomarcatori che si correlano con la risposta clinica alla L-serina.

È incluso un sottostudio opzionale sui biomarcatori preclinici per un sottoinsieme di partecipanti che forniscono un consenso aggiuntivo. In questo sottostudio, campioni di sangue periferico vengono utilizzati per generare cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC), che vengono successivamente differenziate in modelli di cellule neuronali e, in casi selezionati, in organoidi cerebrali tridimensionali. Questi modelli derivati dal paziente vengono utilizzati per esaminare lo sviluppo neuronale, la funzione sinaptica, l'attività di rete e la plasticità in vitro, e per valutare gli effetti dell'esposizione alla L-serina a livello cellulare e molecolare. I dati di questo sottostudio sono esplorativi e mirano a supportare l'interpretazione traslazionale dei risultati clinici.

Il monitoraggio della sicurezza viene condotto per tutta la durata dello studio in conformità con i principi della Buona Pratica Clinica. Gli eventi avversi vengono raccolti sistematicamente e valutati per gravità e potenziale relazione con il prodotto dello studio. Criteri predefiniti sono stabiliti per l'interruzione del trattamento e il ritiro anticipato in caso di peggioramento clinico o preoccupazioni di sicurezza. Data la classificazione non farmacologica della L-serina come alimento per scopi medici speciali e il suo precedente uso clinico, non sono previsti segnali specifici di tossicità; tuttavia, viene implementato un monitoraggio continuo per garantire la sicurezza dei partecipanti.

Lo studio viene condotto in più centri internazionali con competenza in GRIN-NDD. Il design innovativo degli studi n-of-1 aggregati mira a massimizzare l'interpretabilità dei risultati in un contesto di malattia rara, consentendo l'identificazione sia degli effetti medi del trattamento che della variabilità interindividuale nella risposta. I risultati dovrebbero informare il processo decisionale clinico, contribuire all'uso basato sull'evidenza della L-serina nel GRIN-NDD e supportare l'applicazione più ampia delle metodologie degli studi n-of-1 nei disturbi neurologici rari.