Saffraansuppletie bij de ziekte van Stargardt (STARSAF02)

Achtergrond van het onderzoeksplan De ziekte van Stargardt (STGD/FFM) is de meest voorkomende erfelijke recessieve maculadystrofie (Blacharski, 1988) die wordt gekenmerkt door aanvang bij jonge tot jongvolwassenen, centrale visuele stoornissen, progressieve bilaterale atrofie van de macula en retinaal pigmentepitheel (RPE), met een frequente verschijning van oranje/gele vlekjes verspreid rond de macula en/of de middenomtrek van het netvlies (Noble en Carr, 1971). Een klinisch vergelijkbare netvliesaandoening, fundus flavimaculatus (FFM), begint vaak op latere leeftijd en heeft een tragere progressie. Er is gesuggereerd en aangetoond (Allikmets et al., 1997) dat STGD en FFM allelische aandoeningen vertegenwoordigen. Er is gevonden dat mutaties in het gen dat codeert voor een ATP-binding cassette (ABC) transporter (ABCR), toegewezen aan chromosoom 1p13-p21, verantwoordelijk zijn voor STGD (Allikmets et al., 1997). Het ABCR-gen wordt uitsluitend en op hoge niveaus tot expressie gebracht in het netvlies, zowel in de staaf- als in de kegelvormige fotoreceptoren (Molday et al., 2000). Een recente studie van Weng et al. (1999), die de moleculaire mechanismen onderzocht die ten grondslag liggen aan fotoreceptordegeneratie bij ABCR-knock-outmuizen, stelde voor dat fotoreceptoren afsterven als gevolg van 'vergiftiging' van de RPE door accumulatie van lipofuscine en verlies van de RPE-ondersteunende rol. Accumulatie in de RPE-cellen van een verbinding, A2E, die wordt gevormd door condensatie van fosfatydilethanlolamine en het all-trans-retinal dat vrijkomt uit foto-geactiveerde rodopsine (Sparrow et al., 2000), leidt waarschijnlijk in vivo tot een verhoogde absorptie van blauw licht en tot fototoxische RPE-celschade. De door mutatie veroorzaakte ziekte kan in relatief vroege stadia zowel staaf- als kegelvormige fotoreceptoren aantasten. In-vitro-onderzoeken (Sun en Nathans, 2001) toonden ook aan dat de ABCR zelf een efficiënt doelwit is van all-trans-retinale gemedieerde foto-oxidatieve schade.

Klinisch hebben veel rapporten een abnormaal functioneren gedocumenteerd van zowel maculaire als perifere kegeltjes, evenals staven, in STGD/FFM (Moloney et al., 1983; Lachapelle et al., 1990). Er zijn ook aanwijzingen (Lois et al., 2001) dat STGD/FFM in verband kan worden gebracht met verschillende patronen van netvliesdisfunctie, met een selectieve betrokkenheid van de maculafunctie, of meer wijdverbreide disfunctie met kegel- en/of staaffunctie, wat intrafamiliale consistentie vertoont. Karakteristieke afwijkingen van aanpassing aan het donker (Aleman et al., 1999), met een vertraagd herstel na het bleken, tot de basislijngevoeligheid, van de laatste tak van de aanpassingscurve, zijn ook beschreven. Soortgelijke afwijkingen in de aanpassing aan het staafdonker zijn onlangs gevonden bij muizen die heterozygoot zijn voor een nulmutatie in het ABCR-gen (Mata et al., 2001). Klinisch bewijs (Parisi et al., 2002) geeft aan dat ook het herstel van kegeltjesgevoeligheid na bleken ernstig is belemmerd in STG/FF, wat suggereert dat een ingrijpend veranderde retinoïde-recycling, leidend tot foto-oxidatieve schade, specifiek voorkomt in kegelfotoreceptoren.

Recente experimentele bevindingen (Maccarone et al., 2008) geven aan dat saffraan, afgeleid van de stampers van Crocus Sativus, mogelijk een rol speelt als neurobeschermer van het netvlies tegen oxidatieve schade. Saffraan bleek inderdaad beschermend te zijn, zowel voor morfologie als functie, in een rattenmodel van door licht geïnduceerde fotoreceptordegeneratie. In dit model wordt aangenomen dat celdood het gevolg is van oxidatieve stress die wordt veroorzaakt door een langdurige toename van de zuurstofspanning en foto-oxidatie. Saffraan is een aantrekkelijke kandidaat om getest te worden omdat de stigmata van Crocus sativus biologisch hoge concentraties van interessante chemische verbindingen bevatten, waaronder crocine, crocetin (Giaccio, 2004), waarvan de meerdere C=C-bindingen het antioxiderende potentieel geven. Om nog maar te zwijgen van het feit dat het eeuwenlange gebruik als specerij, zonder bekende nadelige effecten, het vertrouwen in veilige toepasbaarheid vergroot. Bovendien is recentelijk gemeld (Ochiai et al., 2007) dat crocinen in staat zijn metabole routes te activeren om cellen te beschermen tegen apoptose en om door licht veroorzaakte dood in geïsoleerde fotoreceptoren te verminderen (Laabich et al., 2006), terwijl crocetin (Giaccio , 2004) verhoogt de diffusie van zuurstof door vloeistoffen, zoals plasma. Gezien de hoge metabolische snelheid van fotoreceptoren, kan de beschikbaarheid van zuurstof een kritieke factor zijn om ze tegen de dood te beschermen. Bovendien hebben Kanakis et al. (Kanakis et al, 2007) toonden aan dat metabolieten van antioxidante flavonoïden rechtstreeks aan DNA binden en de gedeeltelijke conformatie ervan aan bèta-DNA induceren, waardoor de cel tegen schade wordt beschermd. Op basis van deze waarnemingen wordt het duidelijk dat saffraanextract niet werkt als een simpele antioxidant. De eigenaardige kenmerken van saffraancomponenten ondersteunen de hypothese van een betrokkenheid van zeer verschillende werkingsmechanismen gaande van antioxiderende activiteit tot directe controle van genexpressie. Deze componenten kunnen bij mensen werken als beschermende middelen tegen oxidatieve schade aan het verouderende netvlies, en kunnen vroege fotoreceptorbeschadiging geassocieerd met STG/FF herstellen, waarvan de ziektepathofysiologie door experimentele studies in verband is gebracht (Mata et al, 2001) met licht- geïnduceerde oxidatieve schade aan het buitenste netvlies. In STG/FF-ogen blijft in de vroege stadia van de ziekte het normale aantal kegelvormige fotoreceptoren gedeeltelijk behouden, hoewel de cellen mogelijk disfunctioneel zijn. Als resultaat van de reddende effecten van saffraan, zou de pool van beschadigde maar levensvatbare fotoreceptoren de respons kunnen verhogen, wat resulteert in een verbeterde gevoeligheid van het netvlies.

Het doel van dit project is na te gaan of suppletie met saffraan een gunstig neurobeschermend effect heeft voor de beschadigde netvliezen als gevolg van de ABCR-mutatie-STD/FF.

Patiënten volgens klinisch protocol Een groep van 30 STG/FF-patiënten (14 mannen, 16 vrouwen, leeftijdscategorie: 15-68 jaar) zal in deze studie worden opgenomen. Patiënten voldoen aan de volgende inclusiecriteria: 1. Maculaire en perifere retinale degeneratie met typische funduscopische laesies (retinale vlekjes) en een kegelvormig patroon van retinale disfunctie, zoals bepaald door standaard Ganzfeld-elektroretinografie en aan het donker aangepaste fundusperimetrie, en klassiek fundusuiterlijk , 2. Relatief behouden centrale retinale functie (gezichtsveld door Goldmann V/4e > 30°, gecorrigeerde EDTRS gezichtsscherpte > 20/80) en stabiele centrale fixatie zoals bepaald door een Visuskope, 3. Bekend genotype of genotype in studie, 4. Ten minste vier vervolgonderzoeken in de afgelopen drie jaar, 5. Geen of minimale oculaire media-opaciteit, 6. Geen gelijktijdig oculair (bijv. glaucoom, amblyopie) of systemische ziekten. Geïnformeerde toestemming voor alle patiënten en controles zal worden verkregen nadat de doelstellingen en procedures van de studie in detail zullen worden uitgelegd.

Behandelings- en testschema De patiënten zullen in twee groepen worden verdeeld: 15 zullen worden behandeld met orale suppletie van een dagelijkse dosis saffraan gedurende 90 dagen, en 15 zullen gedurende dezelfde periode een placebobehandeling ondergaan. Aan het einde van een periode van 90 dagen zullen de patiënten worden overgezet en toegewezen aan respectievelijk placebo- of saffraansuppletie. Bij alle patiënten zullen klinisch onderzoek, inclusief testen van de gezichtsscherpte met een gekalibreerde standaard Snellen-kaart en fundusonderzoek door directe en indirecte oftalmoscopie, en FERG-testen worden uitgevoerd bij het begin van de studie (baseline) en na 180 dagen behandeling of placebo. In alle gevallen zal de naleving worden beoordeeld aan de hand van een telefonisch interview en het aantal pillen. Nadelige bijwerkingen zullen worden gemeld.

Elektrofysiologische methoden FERG-testen zullen worden uitgevoerd volgens een eerder gepubliceerde techniek (Falsini et al., 2000). In het kort, ERG's zullen worden opgewekt door de LED-gegenereerde sinusoïdale luminantiemodulatie van een cirkelvormig uniform veld (18° in diameter, 80 cd/m2 gemiddelde luminantie, dominante golflengte: 630 nm), gepresenteerd met een frequentie van 41 Hz aan de achterkant van een ganzfeldkom, verlicht met dezelfde gemiddelde luminantie als de stimulus. Een reeks FERG-responsen zal worden verzameld op verschillende modulatiediepten [gekwantificeerd door de Michelson luminantiecontrastformule: 100%*(Lmax -Lmin)/(Lmax +Lmin), waarbij Lmax en Lmin respectievelijk maximale en minimale luminantie zijn] tussen 16,5 % en 93,8% in stappen van 0,1 tot 0,3 logeenheden. FERG-signalen worden achtereenvolgens verkregen voor zes waarden van modulatiediepte tussen 16,5 en 93,5%, gepresenteerd in oplopende volgorde. Voor elke patiënt worden FERG-logamplitudes uitgezet als functie van de log-modulatiediepte. De helling van de resulterende functie wordt bepaald door een lineaire regressie. Uit dezelfde regressielijn wordt de FERG-drempel geschat op basis van de waarde van de log-modulatiediepte die een criteriumamplitude oplevert, overeenkomend met een S/N-verhouding van 3.

Psychofysica Er zal een oplopende drempeltechniek worden gebruikt om het herstel van de gevoeligheid van het kegeltjessysteem na blootstelling aan bleken te evalueren. De psychofysische drempel zal worden bepaald op de paracentrale gezichtsveldlocaties met behoud van visuele gevoeligheid, door een flitslicht van 0,5 sec te presenteren op een lichtaanpassende achtergrond van 20 cd/m². Na basislijnbeoordeling wordt de drempelintensiteit voor het geflitste licht gemeten en uitgezet als een functie van de tijd, na 30 seconden blootstelling aan een aanpassend licht (geleverd in Maxwelliaanse weergave door middel van een gekalibreerde indirecte oftalmoscoop) waarvan de intensiteit wordt geschat op ongeveer 30 % van het kegelvormige fotopigment. De resulterende dynamische herstelfunctie, aangepast door een exponentiële functie, beschrijft het gevoeligheidsherstel van het fotopische systeem na bleken, en weerspiegelt ofwel de snelheid van vrije opsin-inactivatie of fotopigmentsynthese. Er is een computergestuurd systeem ontwikkeld dat gebruik maakt van een in de handel verkrijgbaar apparaat (Fadda et al., 2001) voor het meten van de blekingsaanpassing van het conussysteem.

Statistische analyse Schattingen van de steekproefomvang van patiënten voor dit onderzoek zullen gebaseerd zijn op eerdere onderzoeken (Parisi et al., 2001) waarbij de variabiliteit tussen en binnen proefpersonen (uitgedrukt als data SD) van FERG-parameters werd bepaald bij STG/FF-patiënten. Uitgaande van SD's tussen en binnen proefpersonen in FERG-amplitude en -fase van respectievelijk 0,1 logmicroV en 20 graden, leveren de steekproefomvang van patiënten die zijn toegewezen aan zowel Saffron als placebo een vermogen van 80%, bij een alfa = 0,05, voor detectie in elk groepeer een test-hertestverschil (d.w.z. 90 dagen minus basislijntest) van respectievelijk 0,1 logmicroV (SD: 0,1) en 30 graden (SD: 20) in amplitude en fase. De resultaten zullen worden geanalyseerd door middel van multivariate statistieken (multivariate variantieanalyse voor herhaalde metingen, MANOVA). In alle analyses wordt een p < 0,05 als statistisch significant beschouwd.