Behandling av jernoverskudd med Deferasirox (Exjade) ved arvelig hemokromatose og myelodysplastisk syndrom (DefeHEMY)

De to viktigste årsakene til jernoverskuddssykdom hos mennesker er jernbelastningsforstyrrelsen arvelig hemokromatose (HC) og transfusjonell siderose hos pasienter med kroniske hematologiske sykdommer som myelodysplastisk syndrom (MDS), talassemi og leukemi.

Hemokromatose. I HC er den molekylære reguleringen av jernopptaket over tarmslimhinnen forstyrret, noe som fører til hyperabsorpsjon og akkumulering av jern i parenkymalt vev som lever, bukspyttkjertel, endokrine organer og hjerte. Hepcidin, et lite peptidhormon syntetisert i leveren, fungerer tilsynelatende som hovedregulatoren for systemisk jernhomeostase ved sin evne til å kontrollere utstrømningen av jern fra enterocytter og makrofager til blodplasma. Dette skjer ved å redusere jernoverføringskapasiteten gjennom det basolaterale, transmembrane proteinet, ferroportin. Ekspresjon av hepcidin justeres nøye av jernstatusen til hepatocyttene gjennom en multimolekylær signaltransduserende vei som fungerer som en positiv tilbakemeldingsmekanisme med økt hepcidinsyntese ved jernoverbelastning (og betennelse). Mutasjon av et av signalmolekylene fører til utilstrekkelig hepcidinsyntese. De vanligste er de klassiske C282Y- og H63D-punktmutasjonene av hemokromatoseproteinet HFE, som forstyrrer interaksjonen med transferrinreseptoren 1, det første trinnet i hepcidinsignalkaskaden. Homozygositet for C282Y er den sterkeste risikofaktoren for alvorlig jernoverskudd og sykdom som utvikler seg etter en langvarig, asymptomatisk periode. I Norge er prevalensen av C283Y-homozygositet ca. 0,75 hos begge kjønn. Den prekliniske, biokjemiske fenotypen av HC er avslørt ved blodprøver med forhøyet transferrinmetning som en markør for hyperabsorpsjon av jern, og økende ferritinkonsentrasjon som en surrogatmarkør for en økende jernoverbelastning. Som et alternativ til leverbiopsi, ser magnetisk resonanstomografi (MRI) ut til å være en kraftig ikke-invasiv metode for direkte å vurdere jerninnholdet i leveren og hjertet.

Myelodysplastisk syndrom og transfusjonssiderose. Transfusjonell jernoverbelastning er et resultat av flere blodoverføringer gitt over en lang tidsperiode, som hver tilfører ca. 220 til 250 mg ekstra jern til kroppen. Fordi jernbelastning skjer via en parenteral rute med makrofagene som de primære målcellene, reagerer ikke de normale homeostatiske mekanismene tilstrekkelig og plasmahepcidinnivået kan være normalt eller til og med økt. Selv om overflødig jern tolereres bedre i makrofager enn i parenkymceller, utvikles en livstruende jernoverbelastning mye raskere ved transfusjonssiderose enn HFE-assosiert HC. Myelodysplastisk syndrom (MDS) er en heterogen gruppe av stamcellelidelser med ineffektiv hematopoiesis og økt risiko for å utvikle akutt myeloid leukemi. MDS International Prognostic Scoring System (IPSS) som er basert på antall cytopenier, cytogenetiske egenskaper og antall blaster i benmargen, muliggjør separasjon av fire risikogrupper med følgende mediane overlevelsesår: lavrisikopasienter, 5,7 år; middels-1, 3,5 år; middels-2, 1,2 år; og høyrisiko 0,4 år. Mange pasienter blir transfusjonsavhengige og får alvorlig transfusjonsjernoverskudd. Jernkelering anbefales til pasienter med lav risiko og middels 1 med sannsynlig behov for livslang transfusjonsbehandling.

Konsekvenser av overbelastning av jern. Hvis den ikke avbrytes, vil kontinuerlig jernbelastning på et tidspunkt begynne å gradvis skade vitale organer som lever, hjerte og endokrine organer, og føre til alvorlig sykdom og forkortet levetid. På molekylært nivå er vedvarende økte mengder reaktive jernkomplekser med liten molekylvekt eller sporadisk tilstedeværelse av fritt jern i blod og vev sannsynligvis den grunnleggende patogenetiske mekanismen ved jernoverbelastning. Disse stoffene er svært giftige på grunn av deres sterke evne til å katalysere dannelsen av frie radikaler som Reactive Oxygen Species (ROS). Aktiviteten til frie radikaler med skade på native molekyler (f. DNA) og cellulære strukturer anses å være det første trinnet i organ- og vevsskade. I blod eksisterer reaktivt jern som ikke-transferrinbundet jern (NTBI), hovedsakelig i form av jern-sitratkomplekser med liten molekylvekt. NTBI tas raskt opp av leveren og andre organer der det legger til det intracellulære, reaktive labile jernbassenget (LIP). Tilstedeværelsen av NTBI og LIP har vist seg å korrelere med lever- og hjerteskade ved transfusjonell siderose og HC. I tillegg kan homeostasen til andre spormetaller være unormal ved jernoverbelastning. Lite er kjent om dette problemet, noe som krever en dypere studie.

Behandling. I HC er den foretrukne jernfjerningsterapien veneseksjon, mens transfusjonell jernoverbelastning behandles med jernkelatorer.

Studiens kliniske mål. Hovedmålet er å bestemme effekten av deferasirox for å fjerne jern fra leveren, hjertet og benmargen hos HC- og MDS-pasienter med jernoverskudd.

Utforskende mål. Bestem korrelasjonen mellom de nye biomarkørene hepcidin og NTBI, og ferritin og transferrinmetning i serum; og leverjernkonsentrasjon (LIC), hjertejernkonsentrasjon (HIC) og benmargsjern.

Vurder effekten av jernoverskudd og jernmangel med enten deferasirox eller veneseksjon, på konsentrasjonen av spormetaller i serum og urin hos HC- og MDS-pasienter.

Studer påvirkningen av jernoverskudd og jernmangel med enten deferasirox eller veneseksjon, på intracellulær signaloverføring i blodceller isolert fra HC- og MDS-pasienter.

Studer påvirkningen av jernoverskudd og jernmangel med enten deferasirox eller veneseksjon på oksidativ skade av DNA (undersøkt i urin), og antioksidantstatus i røde blodceller isolert fra HC- og MDS-pasienter.

Etablere referanseverdier for undersøkelsesserum- og urinprøver hos friske kontrollpersoner.

Begrunnelse for studien. Hovedbegrunnelsen for studien er knyttet til behovet for å vurdere potensiell bruk av deferasirox for å behandle HC- og MDS-pasienter med jernoverskudd. Imidlertid er flere "læringsmål" inkludert: virkningen av jernoverbelastning og jerndepletende behandling på NTBI, hepcidin, markører for oksidativt stress, spormetaller og intracellulære signaltransduksjonsmolekyler.

Selv om veneseksjon er et trygt og effektivt middel for å tappe jern hos HC-pasienter, kan det undertrykke hepcidin og dermed øke jernabsorpsjonen, spesielt på slutten av en lang behandlingsperiode. Noen HC-pasienter føler ikke bare den tungvinte virkningen av hyppige flebotomier i dagliglivet, men opplever også plagsomme bivirkninger.

Den subjektive oppfatningen av veneseksjonsbivirkninger ble nylig kommunisert i en spørreundersøkelse blant 210 HC-pasienter over hele USA og noen europeiske land. Av disse rapporterte 52 % av pasientene som gjennomgikk ukentlige veneseksjoner og 37 % av pasientene i vedlikeholdsfasen bivirkninger «alltid» eller «det meste av tiden», og 16 % ville «definitivt» eller «sannsynligvis» nektet flebotomi hvis de var tilbudt en alternativ behandling. Derfor er undersøkelse av effekten av chelator som en potensiell alternativ behandling ved HC berettiget. Keleringsterapi kan ikke bare fjerne overflødig jern fra kroppen, men kan også motvirke dannelsen av reaktive, frie radikaler.

Hos MDS-pasienter forverrer transfusjonsavhengighet overlevelsen på grunn av utvikling av skadelig jernoverskudd. For hver 500 ng/ml økning av s ferritin over terskelen, øker risikoen for død med 30 %.

Tradisjonelt har jernmangelbehandling blitt overvåket av s-ferritin, som avtar etter hvert som jern elimineres gradvis. Imidlertid er s-ferritin en uspesifikk parameter som er følsom for akutte fasereaksjoner forbundet med betennelser, kroniske sykdommer og vevsskader. Videre gir ikke s-ferritin informasjon om belastningen av frie radikaler som stimuleres av reaktivt jern. Av denne grunn vil et mål med denne studien være å undersøke om nye blodmarkører som NTBI og hepcidin, sammen med MR-vurdering av LIC og HIC, vil forbedre diagnosen jernoverskudd og mer nøyaktig identifisere de pasientene som har økt risiko for jern indusert skade og vil derfor ha nytte av jernmangelbehandling.

Overbelastning av jern kan svekke det cellulære antioksidantforsvaret og resultere i oksidativ DNA-skade som det første trinnet i karsinogenese. Undersøkelse av påvirkning av jernoverskudd og jernmangel med enten deferasirox eller veneseksjon på oksidativ skade av DNA, og på antioksidantstatus i røde blodlegemer vil bli utført.

Økt kunnskap om hvordan intracellulær signaloverføring påvirkes av cellulært jern og bruk av deferasirox kan gi ny innsikt i den molekylære patogenesen av jernoverskudd. Dette vil bli undersøkt i enkeltleukocyttcelle flowcytometri-analyser av følgende intracellulære signalparametere: stresssensor p53, mTOR og NFkB.

Til slutt er lite kjent om hvordan jernoverbelastning interagerer med metabolismen av andre spormetaller. Konsentrasjonen av et bredt spekter av spormetaller i serum (S) og urin (U) vil bli overvåket gjennom hele studieperioden med induktivt koblet plasmamassespektrometri (ICP-MS) (28): bor (S,U), barium ( S,U), beryllium (S,U), kadmium (S,U), kobolt (S,U), cesium (S,U), kobber (S,U), kvikksølv (U), litium (U), mangan (S), molybden (S), nikkel (S,U), bly (S,U), antimon (S,U), selen (S,U), tinn (S,U), strontium (S,U) ), tallium (S,U), wolfram (S), yttrium (S,U), sink (S,U).

Tolerabiliteten av deferasirox vil også bli vurdert gjennom hele studien, enten som eneste behandling hos MDS-pasienter eller sammenlignet med veneseksjon hos HC-pasienter.

Friske frivillige brukes utelukkende som kontroller for å bestemme den normale blodkonsentrasjonen av biomarkørene og tester som skal utføres hos pasientene. Kontrollene vil ikke bli behandlet.

Tidligere kliniske studier i HC og MDS. Deferasirox har blitt studert i en rekke sykdommer med transfusjonell jernoverbelastning, spesielt ved talassemi. Den har en gunstig profil med hensyn til effekt, sikkerhet og tolerabilitet. Kontrollerte kliniske studier med deferasirox i HC og MDS er imidlertid begrenset.

Studien av Phatak et al (2010) var den første kliniske studien som demonstrerte sikkerheten og effekten av deferasirox hos pasienter med C282Y-homzygot hemokromatose. De viste at serumferritinnivåene ble redusert tilsvarende i to kohorter gitt henholdsvis 10 mg/kg/dag og 15 mg/kg/dag med deferasirox. Siden dosen på 15 mg/kg/dag forårsaket en høyere frekvens av uønskede hendelser (AE), anbefalte de en stirredose på 10 mg/kg/dag for å være mest passende for HC-pasienter. De viktigste bivirkningene var assosiert med en økning i serumkreatinin og leverenzymer. Studien ble begrenset av forbehandling av noen pasienter med flebotomi før deferasirox-studien; i tillegg hadde mange av pasientene kun mild jernoverbelastning. Av denne grunn ser vi ingen argumenter for å bruke høyere dose i vår studie, og derfor velger vi en startdose deferasirox på 10 mg/kg/dag hos HC-pasienter.

I en fersk studie ble 24 tungt transfuserte MDS-pasienter registrert for å motta 52 uker med deferasirox-behandling. Deferasirox ble godt tolerert og reduserte effektivt LIC, labilt plasmajern og s-ferritin hos pasienter som fullførte 24 til 52 ukers behandling, til tross for pågående mottak av røde blodlegemer. I tillegg til å redusere langsiktig toksisitet av jernoverskudd, har kelatbehandling vist gunstige effekter på hematopoiesis hos en liten andel av MDS-pasienter. En pågående studie som sammenligner deferasirox med placebo ble funnet i Cochrane-søk utført i juni 2010.

Farmakokinetikken til deferasirox. Deferasirox (Exjade®) er en bivalent jernkelator som tas oralt som en tablett, en gang daglig. Det absorberes lett og når maksimal konsentrasjon i blodet etter 1 til 2 timer. Halveringstiden er 12 til 17 timer, og effektive nivåer av aktiv chelator opprettholdes i blodet i mer enn 24 timer. Legemidlet elimineres via hepatobiliærsystemet. Dosen varierer fra 10 mg/kg/dag hos pasienter med mild jernoverskudd til 30 mg/kg/dag hos pasienter med åpenbar jerntoksisitet.

Bivirkninger (AE) av deferasirox. De hyppigste kliniske bivirkningene er gastrointestinale forstyrrelser og hudutslett. De hyppigste laboratoriebivirkningene er mild økning i serumkreatinin og levertransaminaser. Bivirkningene er for det meste rapportert hos pasienter med transfusjonsjernoverskudd. Hos HC-pasienter er dataene mer knappe på grunn av de svært få studiene som er utført i denne gruppen. Andre vanlige bivirkninger inkluderer hodepine, forstoppelse, oppblåst mage, dyspepsi, pruritus og proteinuri. Mindre vanlige bivirkninger inkluderer angst, søvnforstyrrelser, svimmelhet, tidlig grå stær, makulopati, hørselstap, svelgsmerter, gastrointestinal blødning, magesår, sår på tolvfingertarmen, gastritt, øsofagitt, hepatitt, kolelithiasis, pigmenteringsforstyrrelse, nyre, tuberkulosesykdom, nyre, tuberkulose. og tretthet.

Bivirkninger rapportert etter markedsføring inkluderer pancytopeni, overfølsomhetsreaksjon, leversvikt, leukocytoklastisk vaskulitt, urticaria, erythema multiforme, alopecia, akutt nyresvikt og tubulointerstitiell nefritis, gallestein og relaterte gallesykdommer, forhøyede levertransaminaser og hepatika. Alle slike uønskede hendelser vil bli registrert i forsøkspersonens saksrapportskjema (CRF).

Studere design.

Studien inkluderer 4 armer, som vil rekruttere parallelt:

Arm 1: (åpen, randomisert, komparativ) vil bestå av 10 pasienter med bekreftet HC, som vil bli randomisert til å motta standardbehandling med veneseksjon (uttak av 450 ml blod hver 8. til 10. dag).

Arm 2: (åpen, randomisert, komparativ) vil bestå av 10 pasienter med bekreftet HC, som vil bli randomisert til å motta undersøkelsesbehandling med deferasirox (10 mg/kg oralt gitt én gang daglig) i en periode på 12 måneder;

Arm 3: (åpen, ikke-komparativ) vil bestå av 20 pasienter med bekreftet MDS, som alle vil få undersøkelsesbehandling med deferasirox (initialt 10 mg/kg oralt gitt én gang daglig, kan økes til maks 40 mg/kg) for en periode på 12 måneder;

Arm 4: vil bestå av 10 friske frivillige som vil gjennomgå de samme screeningsvurderingene (dvs. med hensyn til relevante eksklusjonskriterier) og vil fungere som ikke-behandlede normale kontroller for sammenligning av undersøkelsesblodprøver.

Studien vil være ikke-blind. Forsøkspersoner og etterforskere vil være klar over deres emne og behandlingsarm.

Forsøkspersonene vil gjennomgå vurderinger ved screening (innen 1-14 dager før baseline), og for pasienter ved baseline dag 0, og ved 2,4,6,8 uker, og deretter månedlig inntil 12 måneder, og ved oppfølging 4-6 uker etter avsluttet behandling. Friske kontroller vil bli undersøkt ved screening, 2,6 og 12 måneder. Studiespesifikke vurderinger vil inkludere fysiske undersøkelser/vitale tegn, prøvetaking av blod, urin, og kun for pasienter: benmarg og MR for å vurdere effekten av jernoverskudd og jernreduksjonsbehandling på følgende:

• Konvensjonelle tester for å indikere jernoverskudd: ferritin og transferrinmetning i serum; LIC og HIC, benmargsjerninnhold ved bruk av mikroskopi.
• Hepcidinkonsentrasjon i serum;
• NTBI-konsentrasjon i serum;
• Intracellulære signaltransduksjonsparametere: Analyse av stresssensoren p53, NFkB og mTOR i leukocytter fra perifert blod;
• Spormetallkonsentrasjoner i serum og urin;
• Antioksidantevne i blodhemolysat: Cu,Zn-SOD;
• Frie radikaler skade på DNA og RNA: 8-oxodG konsentrasjon i urin;
• For MDS-pasienter: antall transfusjoner;
• For HC- og MDS-pasienter: antall sykehusinnleggelser og total overlevelse;
• Sikkerhet og toleranse.

For pasienter og kontroller vil det bli tatt prøver av perifert blod før dose, og 24 timer etter dosering, for vurdering av stresssensor p53, NFkB og mTOR.

Midlertidige vurderinger. Rutinemessige blod- og urinprøver vil bli utført for pasienter ved 2,4,6,8 uker, og deretter månedlig inntil 12 måneder og ved oppfølging 4-6 uker etter avsluttet behandling for å overvåke sykdommen, av sikkerhetsgrunner, og for å oppnå data for sammenligning av tradisjonelle biomarkører med de nye undersøkelsesbiomarkørene hepcidin og NTBI.

Frivillige vil gjennomgå alle sikkerhetsvurderinger pluss undersøkende blod- og urinprøver. De vil ikke gjennomgå MR, benmargsundersøkelser, registreringer av transfusjoner, eller aktiv behandling med deferasirox eller veneseksjon.

Pasienter med HC eller MDS vil gjennomgå en oppfølgingsvurdering 4 til 6 uker etter siste dose. Ved dette besøket vil alle sikkerhetsvurderinger og undersøkende blod- og urinprøver, inkludert en graviditetstest, bli gjentatt, men MR og benmargsundersøkelse vil ikke bli utført. Frivillige kontroller vil ikke delta på dette besøket.

Dette er en utforskende studie uten beregning av utvalgsstørrelse og uten minimumskrav til registrering. Det er forventet at maksimalt 40 pasienter vil bli registrert for å oppnå minst 30 pasienter som oppfyller studiekriteriene; 10 frivillige vil også bli påmeldt.