Ataxia-telangiectasia: tratamento da disfunção mitocondrial com ribosídeo de nicotinamida (ATNAD)

Ataxia Telangiectasia (A-T) é uma condição neurodegenerativa rara, genética, progressiva, limitante da vida, que afeta uma variedade de sistemas corporais, resultando em ataxia, deficiência imunológica, complicações respiratórias e predisposição ao câncer. Atualmente não há cura para A-T.

Ao longo dos anos, vários pequenos ensaios clínicos utilizando esteróides, antioxidantes e agentes anti-inflamatórios tiveram pouco sucesso. A história natural da doença é implacável levando à morte precoce. A A-T gera um fardo de doença significativo para os indivíduos, suas famílias e sobre os recursos de saúde. Sendo os cuidados paliativos a única opção actual para as famílias, um ensaio de tratamento para A-T responde a uma necessidade não satisfeita. Nosso grupo demonstrou anteriormente evidências convincentes de disfunção mitocondrial reversível e morte celular evitável em células de pacientes com AT e os efeitos benéficos do heptanoato (C7), o principal metabólito da triheptanoína. C7 corrige um defeito na sinalização mitocondrial do retículo endoplasmático (ER) em células AT e tem grande potencial para aplicação no tratamento de pacientes. C7 tem sido utilizado com eficácia e segurança nos últimos 15 anos para erros inatos do metabolismo (IEM), como defeitos de ácidos graxos de cadeia longa (LC-FAOD).

A AT é causada por um defeito genético que resulta em uma proteína quinase serina/treonina defeituosa, conhecida como ATM. Normalmente, o ATM desempenha um papel central na proteção do genoma contra danos. É cada vez mais evidente que a ATM protege as células contra o estresse oxidativo. Esta proteína também está presente fora do núcleo, onde é activada pelo stress oxidativo através de um mecanismo separado dos danos no ADN, fornecendo uma explicação porque os antioxidantes têm um papel protector nas células A-T em cultura e em modelos animais. A partir destes e de outros estudos, é evidente que as anormalidades mitocondriais caracterizam a ATM e foi sugerido que a AT deveria ser considerada, pelo menos em parte, como uma doença mitocondrial.

Acrescentamos substância a essa afirmação, mostrando que as células deficientes em ATM (B3) são extremamente sensíveis à inibição da glicólise pela privação de glicose, em comparação com os controles (HBEC). Também mostramos esta sensibilidade aumentada à privação de nutrientes em células epiteliais primárias de pacientes e em células de pacientes imortalizadas. Demonstramos que isso foi causado pela montagem defeituosa do canal de cálcio VDAC1-GRP75-IP3R1 e menos pontos de contato ER-mitocôndrias, conforme determinado por microscopia eletrônica de transmissão. Isto, por sua vez, resultou na redução da liberação de cálcio do RE e em menor transferência para as mitocôndrias, fornecendo mais evidências de disfunção mitocondrial nas células AT. Concluímos recentemente um ensaio clínico de Fase 2A/B explorando a eficácia e tolerabilidade de C7 em pacientes com AT (https://classic.clinicaltrials.gov/NCT04513002).

O dinucleotídeo nicotinamida adenina (NAD+) é um cofator essencial para muitas enzimas celulares, incluindo aquelas envolvidas na biogênese e manutenção mitocondrial. O dinucleotídeo de nicotinamida adenina existe em duas formas, incluindo uma forma oxidada (NAD+) e uma forma reduzida (NADH), e desempenha um papel fundamental no metabolismo intermediário, como parceiro obrigatório em numerosas reações de oxidação/redução. O conjunto celular de NAD+ e NADH é fortemente regulado através de um equilíbrio cuidadoso entre a sua biossíntese e a sua degradação pelas enzimas que consomem NAD+. A deficiência de NAD+ desempenha um papel nos mecanismos de doenças subjacentes aos distúrbios de reparo do DNA. Danos mitocondriais e depleção de NAD+ são características chave na ataxia telangiectasia.

Camundongos deficientes em ATM apresentam deficiência neuronal de NAD+, em particular no cerebelo.

Fang et al. demonstraram que a disfunção mitocondrial na deficiência de ATM está ligada à inibição de NAD+/SIRT1. A reposição de NAD+ prolonga significativamente a vida útil e melhora a saúde tanto em vermes ATM quanto em camundongos por meio de mitofagia e reparo de DNA. Os tratamentos que reabastecem o NAD+ intracelular reduzem a gravidade da neuropatologia AT, normalizam a função neuromuscular, retardam a perda de memória e prolongam a vida útil em ambos os modelos animais. Mecanisticamente, os tratamentos que aumentam o NAD+ intracelular também estimulam o reparo do DNA neuronal e melhoram a qualidade mitocondrial via mitofagia.

A deficiência imunológica é comum na TA, e a maioria dos pacientes apresenta defeitos imunológicos humorais e celulares, incluindo deficiência de imunoglobulina A, deficiência de imunoglobulina G2 e imunoglobulina G e linfopenia com baixo número de células T CD4 totais e virgens. Cerca de 10% dos pacientes com ataxia-telangiectasia clássica apresentam hipogamaglobulinemia com níveis normais ou elevados de imunoglobulina-M e seguem um curso grave da doença. O reconhecimento de ácidos nucleicos estranhos ou mal colocados é um dos principais modos pelos quais o sistema imunológico detecta entidades patogênicas. Quando o DNA citosólico é detectado, um sinal é retransmitido através da via cGAS-STING.

Células deficientes em ATM apresentam níveis elevados de proteínas induzidas por INF, uma característica também relatada em soros de pacientes com AT. Um duplo nocaute dos genes ATM e STING em camundongos atenuou os fenótipos autoinflamatórios, que diminuíram ainda mais quando o gene cGAS também foi deletado nesses camundongos. A inibição da via cGAS-STING melhora o fenótipo de senescência prematura em organoides cerebrais AT. Manifestações inflamatórias semelhantes são observadas em pacientes com vasculopatia associada a STING na infância, que é uma interferonopatia tipo 1 autossômica dominante.

Dois grupos exploraram a suplementação de ribosídeo de nicotinamida (NR) em pequenos grupos de pacientes com AT por meio de ensaios clínicos de prova de conceito, acesso aberto e de braço único. Ambos demonstraram melhorias nas escalas de ataxia validadas. Foram observadas melhorias nos níveis de imunoglobulina-G (IgG), não foram observadas alterações no NFlc. As melhorias foram perdidas no período de eliminação. A NR foi bem tolerada sem eventos adversos relatados.

Este é um ensaio clínico aberto de braço único em ataxia-telangiectasia para testar os efeitos do ribosídeo de nicotinamida nas escalas de ataxia, função imunológica e cadeia leve de neurofilamento.

A dose será via suplementação de cápsula oral de 25 mg/kg/dia dividida em 3 doses (máximo de 300 mg 3 vezes ao dia). A dosagem ocorrerá em 3 doses iguais, 3 vezes ao dia.

Endpoint primário de eficácia: Melhoria de pelo menos ½ desvio padrão nas principais escalas clínicas, que inclui; a) melhoria significativa nas pontuações totais combinadas das escalas SARA e ICARS, e/ou b) melhorias significativas em quaisquer aspectos das escalas SARA e ICARS individualmente, especialmente relativos a; Melhorias posturais e de marcha, Melhor velocidade e articulação das sílabas, Melhorias nas habilidades motoras finas.

Os endpoints secundários incluem: Análise sérica da cadeia leve do neurofilamento (Nfl). Assinatura epigenética do interferon tipo 1 (INFs), especificamente a via cGAS-STING.

Endpoints de segurança: Eventos adversos relacionados ao tratamento, hematologia de rotina e análises bioquímicas, Questionário de efeitos colaterais da epilepsia pediátrica (PESQ), Avaliações clínicas regulares.