Open spoor van γIFN voor Friedreich Ataxia

Friedreich-ataxie (FRDA) is een verwoestende neurodegeneratieve ziekte die kinderen en jonge volwassenen treft. Patiënten worden geleidelijk niet meer in staat om bewegingen en lopen te coördineren totdat er ernstige invaliditeit ontstaat. De meeste patiënten ontwikkelen gedilateerde cardiomyopathie en congestief hartfalen. De ziekte is niet-remissief en verkort de levensverwachting aanzienlijk. FRDA is een genetische ziekte die autosomaal recessief wordt overgeërfd. FRDA-patiënten vertonen abnormale GAA-tripletuitbreidingen binnen het eerste intron van het frataxine-gen dat juiste genexpressie verhindert. De niveaus van frataxine, een mitochondriaal eiwit dat betrokken is bij het ijzermetabolisme en de energieproductie, zijn onvoldoende en cellen ondergaan langdurige stress en vroegtijdige dood. Het meest getroffen door frataxinedeficiëntie zijn perifere neuronen van de dorsale wortelganglia (DRG) en neuronen van de cerebellaire nucleus dentatus.

FRDA treft 1 op de 50.000 mensen in westerse landen en heeft geen goedgekeurde therapie. Onlangs is aangetoond dat interferon-gamma (γIFN), een natuurlijke regulator van de immuunrespons en het ijzermetabolisme, de transcriptie van het frataxine-gen stimuleert en de accumulatie van frataxine in cellen bevordert, inclusief frataxine-defecte cellen afkomstig van FRDA-patiënten. Bovendien resulteert langdurige behandeling van YG8R-muizen, een diermodel voor FRDA, met γIFN in accumulatie van frataxine in DRG-neuronen en voorkomt het significant de verslechtering van de sensomotorische prestaties van de muizen in de loop van de tijd.

Aangezien γIFN ook een geneesmiddel is dat op de markt verkrijgbaar is als een recombinant eiwit (γIFN - 1b, TD Imukin® en Actimmune®), en al is goedgekeurd voor twee pediatrische indicaties (kwaadaardige osteopetrose en chronische granuloumateuze ziekte), zou het een snel toegankelijk therapeutisch middel kunnen zijn. optie voor FRDA-patiënten.

Een belangrijk obstakel om de werkzaamheid van de behandeling in FRDA efficiënt vast te stellen, is het gebrek aan betrouwbare en gevoelige biomarkers. Klinische indicatoren (ziektespecifieke schalen, getimede prestatietests) zijn vatbaar voor variabiliteit tussen beoordelaars en, bovenal, hoewel ze geldig en gevoelig zijn voor veranderingen op de lange termijn, zijn ze zeer inefficiënt in het vastleggen van veranderingen in het korte tijdsinterval (maanden) dat doorgaans wordt gebruikt in gerandomiseerde klinische onderzoeken (RCT's).

De geavanceerde neuroimaging-technieken zoals Voxel-Based Morphometry (VBM), Susceptibility Weighted Imaging (SWI), Diffusion Tensor Imaging (DTI) en functionele Magnetic Resonance Imaging (fMRI) zouden objectieve indicatoren van de ziekteprogressie kunnen bieden die als paraklinisch eindpunt kunnen dienen in therapeutische onderzoeken. Surrogaateindpunten op basis van neuroimaging-indicatoren zijn op grote schaal gebruikt bij andere neurologische aandoeningen zoals multiple sclerose, en hun introductie heeft de herkenning van effectieve behandelingen en hun longitudinale evaluatie aanzienlijk versneld.

In de afgelopen jaren hebben in vivo MRI-onderzoeken informatie opgeleverd met betrekking tot de schade van cerebellaire, cerebrale en ruggenmerggebieden die betrokken zijn bij FRDA en andere genetisch bepaalde ataxie, wat nuttig zou kunnen zijn om de voortgang van de ziekte te volgen.

Met de komst van de VBM is het mogelijk om de mate van atrofie te kwantificeren, deze in de tijd te volgen en verschillende patronen te identificeren die kenmerkend zijn voor een specifieke vorm van ataxie. Verschillende onderzoeken hebben een significante correlatie aangetoond tussen de mate van cerebellaire atrofie, de ernst van het ziektebeeld en ook de duur van de ziekte.

Een pilootstudie uitgevoerd in een cohort van 9 adolescenten met FRDA die een behandeling van 6 maanden met deferipron ondergingen, toonde een significante vermindering aan van het gemiddelde R2*-signaal in de dentate nuclei van het cerebellum, een index voor de opslag van ijzerweefsel. Wijzigingen van het fMRI-patroon als reactie op specifieke taken waarbij zowel het motorische als het planningsvermogen betrokken zijn, zijn ook aangetoond bij FRDA-patiënten, en op fMRI gebaseerde protocollen zouden een aanvullende indicator kunnen zijn voor ziekteprogressie of door therapie geïnduceerde wijziging.

Doelstellingen en doel van het voorgestelde onderzoek:

• Test de veiligheid van γIFN-behandeling gedurende 6 maanden met een einddosis van 200 mcg driemaal per week bij FRDA-patiënten.
• Test het effect van γIFN-behandeling op ziektespecifieke klinische schaal (SARA)
• Test het effect van een dergelijke behandeling op een reeks secundaire beeldvorming, laboratorium- en klinische eindpunten:

• fMRI-veranderingen bij FRDA-patiënten die het vingertapprotocol uitvoeren

  • DTI-parameters
  • Dikte van ventriculaire wand zoals gemeten door Ecocardiogram (EcoCG)
  • Dikte van RNFL zoals gemeten door OCT
  • Frataxine-niveaus in cellysaten bereid uit perifere mononucleaire bloedcellen (PBMC)
  • Veranderingen in kwaliteit van leven en impactmaat voor invaliditeit. Op welk eerder werk is dit project gebaseerd? Bewijs voor de mogelijke werkzaamheid van recombinant γIFN bij FRDA is zowel in het diermodel voor de ziekte als bij FRDA-patiënten verzameld. Bij FRDA-patiënten rapporteerde een onlangs voltooide fase II-studie een significante verbetering van de FARS-evaluatie na een behandeling van 3 maanden met een regime van 100 mcg, 3 keer/wekelijks. Bovendien suggereert een andere recent afgeronde Fase II-studie dat de dosering van 200 mcg redelijk goed verdragen wordt door FRDA-patiënten.

Een gearticuleerd MRI-protocol voor FRDA-patiënten van 12-50 jaar, dat DTI, VBM en fMRI omvatte volgens een selectief motorparadigma, is getest, gevalideerd en geïmplementeerd in het Onderzoekersinstituut. Aan de hand van dit protocol evalueerden de onderzoekers 22 FRDA-patiënten en 15 op leeftijd en geslacht afgestemde gezonde controles, en vonden significante verschillen in DTI-parameters (FA & MD) in de witte stof van het cerebellum, lange sensorische en motorische kanalen, grote commissurale kanalen en in BOLD-signaal. intensiteit en verdeling van het BOLD-signaal tijdens het uitvoeren van een vingertiktest. Deze laatste ziektespecifieke veranderingen waren het duidelijkst in de ipsilaterale cerebellaire cortex. De waargenomen veranderingen correleerden met de mate van neurologische en functionele beperkingen zoals gemeten met gevalideerde schalen.

Deze voorlopige resultaten geven aan dat DTI- en fMRI-veranderingen kunnen fungeren als efficiënte surrogaateindpunten in RCT voor FRDA-patiënten.

Ontwerp Open label pilotstudie. Primair veiligheidseindpunt: veiligheid van γIFN-behandeling van 6 maanden met doses van 200 mcg 3 keer per week Primair eindpunt voor de werkzaamheid: veranderingen in de SARA-score tijdens de behandelingsperiode in vergelijking met die geregistreerd tijdens de periode vóór de behandeling en de follow-up na de behandeling periode

Secundaire eindpunten:

o veranderingen in: BOLD-signaal verkregen tijdens de selectieve motorische taak (vingertikken)

• DTI-parameters (FA, MD) in de cerebellaire witte stof, de lange en de commissurale banen

• Ventriculaire wanddikte (Eco CG)

  • RNFL-dikte (OCT)

• Frataxin-gehalte in PBMC
• Veranderingen in kwaliteit van leven (SF-36)
• Wijzigingen in de maatstaf voor arbeidsongeschiktheid (WHO-DAS 2.0)

onderwerpen

Inclusiecriteria:

• Moleculair gedefinieerde FRDA,
• bereidheid om deel te nemen aan het onderzoek en ondertekening van het toestemmingsformulier.

Om de aanhoudende verslechtering van de ziekte te beheersen, zullen de onderzoekers alleen die patiënten rekruteren die al zijn onderzocht met het MRI-protocol en de hieronder aangegeven functionele schalen 12 maanden voor het begin van de huidige studie.

Uitsluitingscriteria:

• aanwezigheid van een contra-indicatie voor MRI-onderzoek,
• aanwezigheid van klinisch significante hart-, lever- of nierziekte of andere medisch onstabiele aandoeningen.
• Bekende gevoeligheid voor γIFN.
• Eerdere blootstelling aan recombinant hematopoëtine.
• Voortdurend gebruik van desferipron of een andere specifieke FRDA-behandeling
• zwangerschap of borstvoeding

Studiegeneesmiddel γIFN (Imukin 100 mcg/flacon)

De behandeling zal zijn:

1. eerste twee weken: 100 mcg/driemaal per week Vanaf de 3e week: 200 mcg driemaal per week gedurende de volgende 22 weken

   Beeldvormingsprotocol

   Het MRI-onderzoek wordt afgenomen op 4 T-punten:

   - T-12 t/m -6: voor dit punt worden de gegevens gebruikt die het afgelopen jaar al zijn opgeslagen uit de gepubliceerde MRI-studie van onderzoekers bij 18 proefpersonen

   - T0: op het moment van aanwerving

   - T6: na 6 maanden behandeling

   - T+6: 6 maanden na beëindiging van de behandeling. Het protocol wordt verkregen op een 3 T-scanner uitgerust met een 32-kanaals hoofdspoel en omvat morfologische, structurele (DTI) en functionele (fMRI) sequenties.

   Een 3D T1-gewogen TFE-reeks (TR/TE=8,2/3,7, voxelgrootte = 1x1x1 mm, 150 plakjes) worden verkregen om morfologische gegevens te verkrijgen die geschikt zijn voor volumetrische analyse voor voxel-gebaseerde morfometrie.

   De DTI-gegevens worden verkregen door middel van een T2-gewogen EPI-reeks (voxelgrootte =2,5x2,5x2,5 mm) langs 32 niet-collineaire richtingen, met meerdere b-waarden (0, 300, 1100 sec/mm2) en wordt offline geëvalueerd met de speciale software van Tortoise. Functionele gegevens worden verkregen door middel van een T2-gewogen EPI-reeks (TR/TE=2000/20, dikte=2,5 mm, 40 plakjes) die de hele hersenen en het cerebellum bedekken.

   Functionele beelden zullen worden verkregen tijdens een taak die handmatige coördinatie en precisie vereist, om het mogelijke effect van de behandeling op de functionele organisatie van motornetwerken te testen.

   Laboratoriumprotocol Eco CG-onderzoek zal worden uitgevoerd op T0, T6, T+6 met vastgesteld protocol. Controle van de frataxinespiegels zal worden uitgevoerd op T0, T3 (na 3 maanden) en T6 (na 6 maanden).

   Klinische maatregelen en veiligheidsbewaking Een getrainde neuroloog bezoekt elke patiënt op T0, T3, T6 en T+6 en rapporteert alle vitale functies en registreert andere objectieve bevindingen, waaronder bijwerkingen.

   Een gedetailleerde checklist met alle bekende AE ​​gemeld met γIFN-behandeling zal aan elke deelnemer worden gepresenteerd op T0, T3, T6.

   Op T0, T3, T6 wordt het volgende bloedonderzoek uitgevoerd:

   -Cel Bloedtelling, erytrocytsedimentatiesnelheid, Ca2+, Cl-, Na+, Mg2+, K+, albumine, globulinen, glucose, bloedureumstikstof, urinezuur, creatinine, aspartaattransaminase, alaninetransaminase, ijzer, ferritine, transferrine

   Statistische analyse Voor het MRI-protocol wordt elke dataset verwerkt met een speciale pijplijn en geschikte software.

   De T1-volumes worden verwerkt volgens de standaard FMRIB Software Library (FSL)-pijplijn en uitvoeren van VBM. Als eerste stap zal een studiespecifiek sjabloon van grijze materie worden gemaakt met behulp van de routine "buildtemplateparallel" van Advanced Normalization Tools (ANT's), die een iteratieve sjabloonconstructie met elastische transformaties uitvoert.

   De DTI-gegevens zullen worden gecorrigeerd voor wervelstromen en bewegingsartefacten en vervolgens zal de diffusietensor worden berekend met behulp van het niet-lineaire mono-exponentiële diffusiemodel, waarbij kaarten worden verkregen van "fractionele anisotropie" (FA), "gemiddelde diffusiviteit" (MD), "radiale diffusie" (RD) en "axiale diffusie" (AD).

   Om de statistische verschillen in de tijd te kwantificeren, zullen de diffusiegegevens van alle proefpersonen naar een gemeenschappelijke ruimte worden verplaatst door middel van rigide, affiene en diffeomorfe registraties op basis van de diffusietensor zelf. Met behulp van de transformaties die op de tensoren zijn berekend, worden 3 verschillende tests uitgevoerd:

   - Op traktaten gebaseerde ruimtelijke statistiek (TBSS);

   - Voxelgewijze statistische analyse op basis van permutaties;

   - Statistische analyse van interessegebieden (ROI) met gegeneraliseerde lineaire modellen (GLM).

   De fMRI-gegevens worden verwerkt met behulp van Statistical Parametric Mapping 8 (SPM8). Een Fixed Effect-analyse van het eerste niveau zal op elk onderwerp worden uitgevoerd met behulp van een globaal lineair model en bewegingsparameters als confounds. Voor de analyse op groepsniveau zal een Random Effect Analysis worden uitgevoerd met contrasten verkregen in de single subject step analysis. Uiteindelijk zal een two-sample t-test worden berekend om verschillen in activaties in de loop van de tijd te controleren.

   Alle tijdsafhankelijke gegevens (inclusief ROI-gewijze neuroimaging-resultaten) zullen worden geanalyseerd met behulp van multivariate lineaire gemengde modellen, inclusief tijdspunten als een herhaalde factor binnen de proefpersoon en inclusief geslacht, leeftijd bij aanvang, ziekteduur, opleidingsjaren en aantal GAA1-herhalingen binnen het kleinere FXN-allel als covariaten van geen belang. N geval van een statistisch significant (p<0,05) Om het algehele effect van tijd te meten, zullen paarsgewijze vergelijkingen tussen tijdspunten worden uitgevoerd en gecorrigeerd voor meerdere vergelijkingen tussen paren van tijdspunten. Er zal ook een correlatieanalyse worden uitgevoerd tussen mogelijke wijzigingen in SARA-scores tussen opeenvolgende tijdstippen en de respectieve veranderingen in de van MRI afgeleide structurele en functionele metingen.

   Referenties (onderzoeksproject):

   - Akhlaghi H, Yu J, Corben L, Georgiou-Karistianis N, Bradshaw JL, Verdieping E, Delatycki MB, Egan GF. Cognitieve tekortkomingen bij ataxie van Friedreich correleren met microstructurele veranderingen in het dentatorubrale kanaal. Cerebellum. 2 oktober 2013.

   - Akhlaghi H, Corben L, Georgiou-Karistianis N, Bradshaw J, Delatycki MB, Verdieping E, Egan GF. Een functionele MRI-studie van motorische disfunctie bij ataxie van Friedreich. Hersenonderzoek. 30 augustus 2012; 1471: 138-54.

   - Boddaert N, Le Quan Sang KH, Rötig A, Leroy-Willig A, Gallet S, Brunelle F, Sidi D, Thalabard JC, Munnich A, Cabantchik ZI. Selectieve ijzerchelatie bij ataxie van Friedreich: biologische en klinische implicaties. Bloed. 1 juli 2007; 110 (1): 401-8.

   - Della Nave R, Ginestroni A, Tessa C, Salvatore E, Bartolomei I, Salvi F, Dotti MT, De Michele G, Piacentini S, Mascalchi M. Degeneratie van witte stof in de hersenen bij ataxie van Friedreich. Een in vivo MRI-onderzoek met behulp van tractus-gebaseerde ruimtelijke statistieken en voxel-gebaseerde morfometrie. Neuroimage. 1 maart 2008;40(1):19-25.

   - Della Nave R, Ginestroni A, Tessa C, Cosottini M, Giannelli M, Salvatore E, Sartucci F, De Michele G, Dotti MT, Piacentini S, Mascalchi M. Hersenstructurele schade bij spinocerebellaire ataxie type 2. Een op voxel gebaseerde morfometrie studie. Mov wanorde. 2008b 30 april;23(6):899-903. doi: 10.1002/mds.21982.

   - Di Prospero NA, Baker A, Jeffries N, Fischbeck KH. Neurologische effecten van hoge doses idebenone bij patiënten met de ataxie van Friedreich: een gerandomiseerde, placebogecontroleerde studie. Lancet Neurol. 2007 okt;6(10):878-86.

   - Georgiou-Karistianis N, Akhlaghi H, Corben LA, Delatycki MB, Verdieping E, Bradshaw JL, Egan GF. Verminderde functionele hersenactivatie bij ataxie van Friedreich met behulp van de Simon-effecttaak. Hersenen en cognitie 79 (2012) 200-208.

   - Jayakumar PN, Desai S, Pal PK, Balivada S, Ellika S, Kalladka D. Functionele correlaten van incoördinatie bij patiënten met spinocerebellaire ataxie 1: een voorlopig fMRI-onderzoek. J. Clin Neurosci. 2008 maart;15(3):269-77. doi: 10.1016/j.jocn.2007.06.021. Epub 10 januari 2008.

   - Mantovan MC, Martinuzzi A, Squarzanti F, Bolla A, Silvestri I, Liessi G, Macchi C, Ruzza G, Trevisan CP, Angelini C. Onderzoek naar de mentale status bij de ataxie van Friedreich: een gecombineerd neuropsychologisch, gedrags- en neuroimaging-onderzoek. Eur J Neurol. 2006 aug;13(8):827-35.

   - Montermini L, Richter A, Morgan K, Justice CM, Julien D, Castellotti B, Mercier J, Poirier J, Capozzoli F, Bouchard JP, Lemieux B, Mathieu J, Vanasse M, Seni MH, Graham G, Andermann F, Andermann E, Melançon SB, Keats BJ, Di Donato S, Pandolfo M (1997) Fenotypische variabiliteit in Friedreich-ataxie: rol van de geassocieerde GAA-tripletherhalingsexpansie. Ann Neurol 41:675-682.

   - Ormerod IE, Harding AE, Miller DH, Johnson G, MacManus D, du Boulay EP, Kendall BE, Moseley IF, McDonald WI. Magnetische resonantiebeeldvorming bij degeneratieve ataxische aandoeningen.

   - J Neurol Neurosurg Psychiatrie. 1994 jan;57(1):51-7. Recensie.

   - Pfefferbaum A, Adalsteinsson E, Rohlfing T, Sullivan EV. MRI-schattingen van hersenijzerconcentratie bij normale veroudering: vergelijking van veldafhankelijke (FDRI) en fase (SWI) methoden. Neurobeeld. 15 augustus 2009;47(2):493-500.

   - Pierpaoli C, Walker L, Irfanoglu MO, Barnett A, Basser P, Chang LC, Koay C, Pajevic S, Rohde G, Sarlls J en Wu M. 2010, TORTOISE: een geïntegreerd softwarepakket voor de verwerking van diffusie-MRI-gegevens, ISMRM 18e jaarvergadering, Stockholm, Zweden, #1597

   - Prakash N, Hageman N, Hua X, Toga AW, Perlman SL, Salamon N. Patronen van fractionele anisotropieveranderingen in witte stof van cerebellaire steeltjes onderscheiden spinocerebellaire ataxie-1 van meervoudige systeematrofie en andere ataxiasyndromen. Neurobeeld. 2009 Aug;47 Suppl 2:T72-81. doi: 10.1016/j.neuroimage.2009.05.013. Epub 2009 14 mei.

   - Schenck JF, Zimmerman EA. High-field magnetic resonance imaging van hersenijzer: geboorte van een biomarker? NMR Biomed. 2004 nov;17(7):433-45. Recensie.

   - Schmitz-Hübsch T, du Montcel ST, Baliko L, Berciano J, Boesch S, Depondt C, Giunti P, Globas C, Infante J, Kang JS, Kremer B, Mariotti C, Melegh B, Pandolfo M, Rakowicz M, Ribai P, Rola R, Schöls L, Szymanski S, van de Warrenburg BP, Dürr A, Klockgether T, Fancellu R. Schaal voor de beoordeling en beoordeling van ataxie: ontwikkeling van een nieuwe klinische schaal. Neurologie. 13 juni 2006;66(11):1717-20.

   - Schulz JB, Dehmer T, Schöls L, Mende H, Hardt C, Vorgerd M, Bürk K, Matson W, Dichgans J, Beal MF, Bogdanov MB. Oxidatieve stress bij patiënten met ataxie van Friedreich. Neurologie. 12 december 2000; 55 (11): 1719-21.

   - Seyer L, Greeley N, Foerster D et al. Open-label studie van Interferon gamma 1b (IFN-γ) bij ataxie van Friedreich. Acta Neurologica Scandinavica 21 oktober 2014. doi: 10.1111/ane.12337

   - Sormani MP, Bruzzi P. MRI-laesies als surrogaat voor recidieven bij multiple sclerose: een meta-analyse van gerandomiseerde onderzoeken. Lancet Neurol. 2013 juli;12(7):669-76. doi: 10.1016/S1474-4422(13)70103-0.

   - Stankiewicz J, Panter SS, Neema M, Arora A, Batt CE, Bakshi R. IJzer bij chronische hersenaandoeningen: beeldvorming en neurotherapeutische implicaties. Neurotherapeutica. 2007 juli;4(3):371-86.

   - Subramony SH, May W, Lynch D, Gomez C, Fischbeck K, Hallett M, Taylor P, Wilson R, Ashizawa T; Coöperatieve Ataxia Groep. Friedreich-ataxie meten: interbeoordelaarsbetrouwbaarheid van een neurologische beoordelingsschaal. Neurologie. 12 april 2005;64(7):1261-2.

   • Tai G, Corben LA, Gurrin L et al. Een studie van maximaal 12 jaar follow-up van Friedreich-ataxie met behulp van vier meetinstrumenten. JNNP 2014, 11 augustus als 10.1136/jnnp-2014-308022
   • Tomassini, B., Arcuri, G., Fortuni, S., Sandi, C., Ezzatizadeh, V., Casali, C., Condo, I., Malisan, F., Al-Mahdawi, S., Pook, M en Testi R. (2012) Interferon-gamma reguleert frataxine en corrigeert de functionele tekorten in een ataxiemodel van Friedreich. Hum Mol Genet, 21, 2855-2861.
   • Trouillas P, Takayanagi T, Hallett M, Currier RD, Subramony SH, Wessel K, Bryer A, Diener HC, Massaquoi S, Gomez CM, Coutinho P, Ben Hamida M, Campanella G, Filla A, Schut L, Timann D, Honnorat J, Nighoghossian N, Manyam B. International Cooperative Ataxia Rating Scale voor farmacologische beoordeling van het cerebellaire syndroom. Het Ataxia Neuropharmacology Committee van de World Federation of Neurology. J Neurol Sci. 12 februari 1997; 145 (2): 205-11.
   • Velasco-Sánchez D, Aracil A, Montero R, Mas A, Jiménez L, O'Callaghan M, Tondo M, Capdevila A, Blanch J, Artuch R, Pineda M. Gecombineerde therapie met idebenone en deferipron bij patiënten met de ataxie van Friedreich. Cerebellum. 2011 maart;10(1):1-8.
   • Villanueva-Haba V, Garcés-Sánchez M, Bataller L, Palau F, Vílchez J. Neuroimaging-onderzoek met morfometrische analyse van erfelijke en idiopathische ataxie. Neurologie. 2001 maart;16(3):105-11.
   • SCHILDPAD https://science.nichd.nih.gov/confluence/display/nihpd/TORTOISE