De effecten van een glutathionprecursor (FT061452), op serum- en intracellulaire glutathionniveaus

Glutathion (gamma-glutamyl-cysteïne-glycine; GSH) is een krachtige antioxidant die in elke cel aanwezig is. Van GSH is vooral bekend dat het de cellen beschermt tegen schade veroorzaakt door vrije radicalen. De concentratie van glutathion neemt af met de leeftijd, stress en bij sommige ouderdomsziekten. Wanneer glutathion deficiënt wordt, wordt een reeks gebeurtenissen geïnitieerd die "oxidatieve stress" worden genoemd en de bijbehorende celsignalering leidt tot een verminderde immuunfunctie en soortgelijke afwijkingen in talrijke celsystemen.

Oraal glutathion is niet effectief in het aanvullen van glutathione-niveaus en het omkeren van de abnormale signaalroutes die verband houden met oxidatieve stress. Intraveneus glutathion is effectief gebleken, maar is van korte duur. N-acetylcysteïne, een glutathionprecursor, heeft een beperkte werkzaamheid gehad in klinische settings en lijdt aan een bijwerkingenprofiel. Nulhypothese (primair): de toediening van FT061452 zal de serum- en intracellulaire glutathionspiegels niet verhogen in vergelijking met N-acetylcysteïne ( NAC) en placebo.

Nulhypothese (secundair): de toediening van FT061452 zal de vasculaire functie niet verbeteren in vergelijking met N-acetylcysteïne (NAC) en placebo.

De specifieke doelstellingen van deze pilootstudie zijn:

• Vergelijk de verandering in serum- en intracellulaire glutathionspiegels na toediening van een nieuwe orale glutathionprecursor, FT061452, (gemodificeerd glutathion met toegevoegd selenium en cystine ter vervanging van cysteïne, in doses equivalent aan NAC) in vergelijking met een lage dosis of gebruikelijke dosis NAC, en placebo.
• Vergelijk de verandering in geselecteerde klinische parameters (vasculaire functie) na toediening van een nieuwe orale glutathionprecursor, FT061452, (gemodificeerd glutathion met toegevoegd selenium en cystine ter vervanging van cysteïne) in vergelijking met N-acetylcysteïne (NAC) en placebo.
• Als pilootstudie is een derde doel het genereren van effectgroottes om toekomstige klinische onderzoeken op de juiste manier te stimuleren.

Achtergrond:

Verhoogde percentages van nadelige gezondheidsresultaten voor raciale en etnische minderheden zijn in verband gebracht met een samenvloeiing van sociaal-culturele, omgevings-, immunologische en genetische factoren, die vaak samenwerken. Uiteindelijk leiden de meeste van deze factoren tot ongunstige fysiologische en cellulaire veranderingen. Het is echter de chronische activering van deze neurohormonale systemen door de bovengenoemde spanningen die leiden tot onaangepaste gevolgen voor de gezondheid, zoals versnelde apoptose, atherogenese, veranderde immuunfunctie en andere ontregelingen van de cellulaire functie. Uiteindelijk dragen stressgerelateerde cellulaire activiteiten bij aan veel van de waargenomen vroegtijdige chronische ziekten bij mensen, waarvan er vele in onevenredig hoge mate voorkomen in minderheidsgemeenschappen. Glutathion is de belangrijkste regulator van de cellulaire oxidatieve toestand die veel van deze stressgerelateerde routes buffert. Wanneer glutathion een tekort krijgt, treedt er een toename op van reactieve oxidatieve soorten (ROS) die samen "oxidatieve stress" kunnen worden genoemd. Klinisch is oraal glutathion (GSH) niet effectief geweest in het aanvullen van glutathione-niveaus en het omkeren van de bijbehorende abnormale cellulaire signalering. GSH als geheel molecuul kan niet worden opgenomen door cellen in zoogdieren, maar wordt grotendeels in het maagdarmkanaal gemetaboliseerd tot samenstellende aminozuren, waaronder het sterk oxideerbare L-cysteïne, dat niet extracellulair kan worden herenigd tot glutathion, aangezien voor heropname twee cytosolische, ATP-afhankelijke enzymen. De processen die de glutathionsynthese tot stand brengen, vereisen dus speciale omstandigheden die alleen in de cel aanwezig zijn. Orale glutathionpreparaten zijn beperkt door hun vermogen om voldoende substraat te bieden om de intracellulaire glutathionsynthese te stimuleren, omdat L-cysteïne in hoge mate oxideerbaar is. Intraveneuze toediening van glutathion is duur, van korte duur en onpraktisch, aangezien de tijdelijk hogere plasmaconcentraties grotendeels onafhankelijk zijn van de intracellulaire glutathionactiviteit, waar veel van de oxidatieve balans wordt uitgevoerd. N-acetylcysteïne (NAC), een glutathionprecursor, heeft een beperkte werkzaamheid gehad in klinische settings en lijdt aan een nadelig bijwerkingenprofiel. Voorlopige bevindingen van een nieuwe glutathionprecursor met vitamine-implicaties (FT061452) geven echter aan dat het het metabolisme van glutathion kan beïnvloeden via 2 mechanismen: 1) het verhogen van de beschikbaarheid van intracellulair cysteïne door het stabielere cystine te gebruiken als de fysiologische en stabielere cysteïnedrager die kan het celmembraan doorkruisen en een meer optimale Cys/CySS redoxtoestand creëren, en 2) het toevoegen van selenium, een belangrijke co-factor voor glutathionreductase. FT061452 lijkt dus een grotere cellulaire afgifte van substraat te bieden om oxidatieve stress te verminderen, in vergelijking met traditionele glutathionvoorlopers, die ondanks het feit dat ze veelbelovend zijn, geen consistente klinische werkzaamheid hebben aangetoond.

Voorstudies; Voorlopige studies om GSH en verschillende GSH-analogen te onderzoeken, zouden door spermine geïnduceerde apoptose in vasculaire gladde spiercellen van de aorta (VSMC) kunnen beschermen, zijn veelbelovend. Aangezien spermine (een uremisch toxine) de intracellulaire ROS verhoogt en apoptose bevordert in sommige gekweekte cellen, onderzochten we eerst de vorming van ROS samen met intracellulaire niveaus van gereduceerd GSH en de verhouding van gereduceerd GSH en geoxideerd glutathion (GSH/GSSG) in VSMC in reactie op behandeling met spermine en de verzwakking ervan door gelijktijdige toediening van vergelijkbare sterktes van GSH, NAC en FT061452. Terwijl gelijktijdige blootstelling van deze cellen aan NAC, GSH of FT061452 de door spermine geïnduceerde afname van GSH-niveaus verzwakte, verhoogde alleen de toevoeging van de nieuwe glutathionprecursor, FT061452, aan met spermine behandelde cellen de intracellulaire GSH-niveaus boven controlewaarden.

Studieontwerp & -methode:

Dit is een prospectieve, gerandomiseerde, gecontroleerde pilotstudie met vierentwintig (24) gezonde personen tussen de 30 en 65 jaar oud. Het onderzoek zal plaatsvinden in de loop van twee dagen. Op dag 1 worden potentiële proefpersonen gescreend om te bepalen of ze in aanmerking komen door middel van minigeschiedenis en lichamelijk onderzoek, compleet bloedbeeld (CBC) en compleet metabolisch panel (CMP). Op dag 2 zullen in aanmerking komende proefpersonen zich na een nacht vasten melden bij het Participant and Clinical Interactions Resource Center (voorheen bekend als het CRC). De eerste 12 proefpersonen (lage dosis) worden gerandomiseerd in drie groepen: 1) degenen die een enkele dosis placebo krijgen, 2) degenen die 600 mg (lage dosis) N-acetylcysteïne (NAC) krijgen of 3) degenen die 3000 mg krijgen van onderzoeksgeneesmiddel (FT061452). Serum- en intracellulaire glutathionspiegels, biomarkers en niet-invasieve metingen van de vasculaire functie werden beoordeeld bij baseline, na 2, 4 en 6 uur. Tijdens hun verblijf in CRC krijgen proefpersonen in elke groep dezelfde maaltijd. De tweede 12 proefpersonen (gebruikelijke dosis) worden gerandomiseerd in drie groepen: 1) degenen die een enkele dosis placebo krijgen, 2) degenen die 1200 mg (gebruikelijke dosis) N-acetylcysteïne (NAC) krijgen of 3) degenen die 6000 mg krijgen van onderzoeksgeneesmiddel (FT061452). Serum- en intracellulaire glutathionspiegels, biomarkers en niet-invasieve metingen van de vasculaire functie zullen worden beoordeeld bij baseline, 2, 4 en 6 uur. Tijdens hun verblijf in CRC krijgen proefpersonen in elke groep dezelfde maaltijd.

Bij aanvang, 2, 4 en 6 uur, zal een bloedmonster (15 cc per afname) worden verkregen voor serum- en intracellulaire glutathionspiegels, opgeslagen serum voor biomarkers, en niet-invasieve metingen van vasculaire functie zullen worden beoordeeld bij aanvang en 6 uur , als volgt: 1) Pulsgolfsnelheid en augmentatie-index (via SphygmoCor): (centrale slagaderdruk en centrale aorta-pulsdruk) en 2) Perifere vasculaire endotheliale functie (via EndoPat): (% stroomgemedieerde dilatatie).

Deze studie heeft potentiële voordelen voor anderen. De opgedane kennis zal realistische en praktische informatie opleveren die de implementatie van een niet-farmacologische interventie begeleidt om de progressie van leeftijdsgerelateerde morbiditeiten te verminderen. Omdat de CDU-gemeenschap grotendeels in de minderheid is, zal de gekleurde gemeenschap bij deze rekrutering worden betrokken. De IRB oefent toezicht uit op alle protocollen waarbij proefpersonen betrokken zijn, controleert op bijwerkingen en voert audits uit van alle goedgekeurde protocollen.