Przeciwzapalna terapia płucna pacjentów z mukowiscydozą (CF) za pomocą amitryptyliny i placebo (APA-IIb)

Mukowiscydoza (CF), najpowszechniejsza choroba dziedziczona autosomalnie recesywnie, przynajmniej w krajach zachodnich, jest spowodowana mutacjami cząsteczki regulującej przewodnictwo przezbłonowe mukowiscydozy (CFTR) i dotyka około 40 000 pacjentów w Europie. U większości, jeśli nie u wszystkich, pacjentów z mukowiscydozą rozwija się przewlekła infekcja płuc wywołana przez Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginoza). Obecnie nie wiadomo, dlaczego pacjenci z mukowiscydozą są bardzo wrażliwi na zakażenia P. aeruginosa, a co najważniejsze, nie jest dostępne żadne leczenie mukowiscydozy.

Nasze badania dostarczyły nowej koncepcji patofizjologicznej mukowiscydozy. Badacze wykazali, że ceramidy odgrywają kluczową rolę w rozwoju mukowiscydozy i wysokiej wrażliwości myszy z niedoborem Cftr na zakażenie P. aeruginosa (1,2). Wykorzystując techniki biochemiczne, mikroskopię fluorescencyjną i spektrometrię mas, badacze odkryli, że ceramid gromadzi się w płucach różnych szczepów myszy z niedoborem Cftr przed wystąpieniem jakiejkolwiek infekcji, w szczególności w komórkach nabłonkowych dużych i małych oskrzeli oraz w makrofagach pęcherzykowych. W gromadzeniu się ceramidu w komórkach nabłonkowych z niedoborem Cftr może pośredniczyć wzrost pH z 4,5 do 6,0 w lizosomach wydzielniczych i prelizosomach komórek z niedoborem Cftr. Zmiana pH skutkuje zmniejszeniem o około 90% aktywności kwaśnej ceramidazy zużywającej ceramidy i zmniejszeniem jedynie o 35% aktywności kwaśnej sfingomielinazy uwalniającej ceramidy. Brak równowagi w aktywności tych dwóch enzymów, dzięki któremu względna nadmierna aktywność kwaśnej sfingomielinazy wytwarza ceramid, może następnie skutkować akumulacją ceramidu. Częściowe zahamowanie kwaśnej sfingomielinazy, genetycznie lub farmakologicznie, przywraca stężenie ceramidu do poziomu zbliżonego do normalnego w płucach myszy z niedoborem Cftr. Genetyczne hamowanie kwaśnej sfingomielinazy osiągnięto przez krzyżowanie myszy z niedoborem Cftr z myszami z niedoborem kwaśnej sfingomielinazy w celu stworzenia myszy z niedoborem Cftr i heterozygotycznych pod względem kwaśnej sfingomielinazy (myszy Cftr-/-/Smpd1+/-). Aktywność kwaśnej sfingomielinazy w płucach tych myszy była o około 50% niższa niż w płucach myszy typu dzikiego. Farmakologiczne hamowanie kwaśnej sfingomielinazy osiągnięto przez traktowanie myszy z niedoborem Cftr funkcjonalnym kwaśnym inhibitorem sfingomielinazy amitryptyliną (1,2). Zwiększone stężenie ceramidu w komórkach nabłonka oskrzeli myszy z niedoborem Cftr powodowało śmierć tych komórek, odkładanie się DNA w oskrzelach, przewlekłe zapalenie płuc i wysoką podatność myszy z niedoborem Cftr na infekcje płuc P. aeruginosa. Normalizacja stężeń ceramidów metodami genetycznymi normalizowała te zmiany, a farmakologiczne hamowanie kwaśnej sfingomielinazy zapobiegało tym zmianom. Akumulacja ceramidu była również obserwowana w komórkach rzęskowego nabłonka nosa, makrofagach i materiałach do przeszczepów płuc od pacjentów z mukowiscydozą (1-4). To odkrycie sugeruje, że wyniki naszych badań na myszach odnoszą się również do ludzi z mukowiscydozą. Następnie badacze zastosowali panel funkcjonalnych inhibitorów kwaśnej sfingomielinazy i potraktowali myszy z niedoborem Cftr przez inhalację amitryptyliny, trimipraminy, dezypraminy, chlorprotiksenu, fluoksetyny, amlodypiny lub sertraliny, z których wszystkie są funkcjonalnymi inhibitorami kwaśnej sfingomielinazy. Ta inhalacja zmniejszyła aktywność kwaśnej sfingomielinazy, szczególnie w płucach i znormalizowała stężenia ceramidów w płucach, zapalenie i podatność na infekcje (2). Niedawne odkrycia C. Warda i współpracowników potwierdziły akumulację ceramidu w próbkach płuc od pacjentów z mukowiscydozą (5).

Dane kliniczne:

1. Badanie pilotażowe — w oparciu o ochronę za pośrednictwem amitryptyliny u myszy z niedoborem Cftr badacze rozpoczęli małe kliniczne badanie krzyżowe z udziałem 4 pacjentów z mukowiscydozą, którym podawano odpowiednio amitryptylinę lub placebo. Wyniki wykazały istotny klinicznie wzrost czynności płuc (określany jako FEV1) u wszystkich pacjentów z mukowiscydozą po leczeniu amitryptyliną przez 2 tygodnie.
2. Faza IIa - Pozytywne dane z badania pilotażowego zachęciły nas do rozpoczęcia badania krzyżowego fazy IIa u 18 pacjentów i zbadania korzystnego wpływu amitryptyliny na mukowiscydozę w większej populacji pacjentów w celu udowodnienia bezpieczeństwa, biochemicznego udowodnienia mechanizmów działania, oraz w celu ustalenia dawki amitryptyliny (25 mg/dzień, 50 mg/dzień, 75 mg/dzień). Amitryptylina była dobrze tolerowana w grupie pacjentów i pod koniec 28-dniowego kursu nie odnotowano żadnych SAE. Spośród 80 zdarzeń niepożądanych 35 było związanych lub prawdopodobnie związanych z lekiem. Dwa dobrze znane działania niepożądane amitryptyliny, tj. kserostomia i zmęczenie, różniły się istotnie między grupami otrzymującymi placebo i trzy grupy leczone amitryptyliną, ale w większości były przemijające. FEV1 analizowano zgodnie z protokołem analizy w 13, 7, 8 i 8 dostępnych cyklach pacjentów, którzy otrzymywali odpowiednio placebo, 25 mg, 50 mg lub 75 mg amitryptyliny na dobę. Po 14 dniach leczenia pierwszorzędowy punkt końcowy FEV1 poprawił się znacząco w grupie otrzymującej 25 mg/d amitryptyliny w porównaniu z placebo (FEV1: +5,0% w porównaniu z grupą placebo; p = 0,048). Nie zaobserwowano istotnej zmiany funkcji płuc, gdy pacjentom podawano 50 mg i 75 mg amitryptyliny (6).
3. Faza IIb – Aby ocenić pozytywne dane z badania fazy IIa, badacze zainicjowali badanie fazy IIb w 2009 roku z projektem grup równoległych.