Antiinflammatorisk lungterapi av patienter med cystisk fibros (CF) med amitriptylin och placebo (APA-IIb)

Cystisk fibros (CF), den vanligaste autosomala recessiva störningen åtminstone i västländer, orsakas av mutationer i cystisk fibros transmembranös konduktansregulatormolekyl (CFTR) och drabbar cirka 40 000 patienter i Europa. De flesta, om inte alla, CF-patienter utvecklar en kronisk lunginfektion med Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa). För närvarande är det okänt varför CF-patienter är mycket känsliga för P. aeruginosa-infektioner och, viktigast av allt, finns ingen botande behandling för cystisk fibros tillgänglig.

Våra studier gav ett nytt patofysiologiskt koncept för cystisk fibros. Utredarna visade att ceramid spelar en avgörande roll i utvecklingen av cystisk fibros och den höga känsligheten hos möss med Cftr-brist för infektion med P. aeruginosa (1,2). Med hjälp av biokemiska tekniker, fluorescensmikroskopi och masspektrometri fann forskarna att ceramid ackumuleras i lungorna hos olika musstammar med Cftr-brist innan någon infektion inträffar, särskilt i epitelcellerna i stora och små bronkier och i alveolära makrofager. Ackumuleringen av ceramid i Cftr-brist epitelceller kan förmedlas av en ökning av pH från 4,5 till 6,0 i sekretoriska lysosomer och pre-lysosomer av Cftr-bristceller. Förändringen i pH resulterar i en minskning med cirka 90 % av aktiviteten hos surt ceramidas som förbrukar ceramid, och en minskning med endast 35 % av aktiviteten hos surt sfingomyelinas som frisätter ceramid. En obalans i aktiviteten hos dessa två enzymer, genom vilken en relativ överaktivitet av surt sfingomyelinas producerar ceramid, kan då resultera i en ackumulering av ceramid. Partiell hämning av surt sfingomyelinas, antingen genetiskt eller farmakologiskt, återställer ceramidkoncentrationer till nära normala nivåer i lungorna hos möss med Cftr-brist. Genetisk hämning av surt sfingomyelinas uppnåddes genom att korsa möss med Cftr-brist med möss med brist på surt sfingomyelinas för att skapa möss med brist på Cftr och heterozygota för surt sfingomyelinas (Cftr-/-/Smpd1+/- möss). Aktiviteten av surt sfingomyelinas i lungorna hos dessa möss var ungefär 50 % lägre än i lungorna hos vildtypsmöss. Farmakologisk hämning av surt sfingomyelinas uppnåddes genom att behandla möss med Cftr-brist med den funktionella sura sfingomyelinashämmaren amitriptylin (1,2). Ökade koncentrationer av ceramid i bronkiala epitelceller hos möss med Cftr-brist utlöste döden av dessa celler, avsättning av DNA i bronkier, kronisk lunginflammation och en hög känslighet hos möss med Cftr-brist för lunginfektioner med P. aeruginosa. Normalisering av ceramidkoncentrationer på genetisk väg normaliserade dessa förändringar, och farmakologisk hämning av surt sfingomyelinas förhindrade dessa förändringar. Ceramidackumulering observerades även i cilierade nasala epitelceller, makrofager och lungtransplantationsmaterial från CF-patienter (1-4). Detta fynd tyder på att resultaten av våra murina studier även gäller människor med cystisk fibros. Därefter använde utredarna en panel av funktionella hämmare av surt sfingomyelinas och behandlade möss med Cftr-brist genom inhalation av amitriptylin, trimipramin, desipramin, klorprotixen, fluoxetin, amlodipin eller sertralin, som alla är funktionella hämmare av surt sfingomyelinas. Denna inhalation reducerade aktiviteten av surt sfingomyelinas specifikt i lungan och normaliserade lungceramidkoncentrationer, inflammation och infektionskänslighet (2). Nya fynd av C. Ward och medarbetare bekräftade ackumuleringen av ceramid i lungprover från CF-patienter (5).

Kliniska data:

1. Pilotstudie - Baserat på det amitriptylinmedierade skyddet av möss med Cftr-brist, inledde forskarna en liten klinisk korsningsstudie med 4 patienter med cystisk fibros som behandlades med amitriptylin respektive placebo. Resultaten avslöjade en kliniskt relevant ökning av lungfunktionen (bestämd som FEV1) hos alla patienter med cystisk fibros efter behandling med amitriptylin i 2 veckor.
2. Fas IIa - De positiva data från pilotstudien uppmuntrade oss att initiera en fas IIa-överkorsningsstudie på 18 patienter och att undersöka en gynnsam effekt av amitriptylin på cystisk fibros i en större patientpopulation för att bevisa säkerhet, biokemiskt bevisa verkningsmekanismerna, och för att hitta dos av amitriptylin (25 mg/dag, 50 mg/dag, 75 mg/dag). Amitriptylin tolererades väl i patientgruppen och inga SAE registrerades vid slutet av den 28-dagarskursen. Av de 80 biverkningarna var 35 relaterade till eller möjligen relaterade till medicineringen. Två välkända biverkningar av amitriptylin, dvs xerostomi och trötthet, skilde sig signifikant mellan placebo och de tre amitriptylinbehandlingsgrupperna, men var mestadels övergående. FEV1 analyserades i protokollanalys i 13, 7, 8 och 8 tillgängliga patientcykler, som hade fått placebo, 25 mg, 50 mg respektive 75 mg amitriptylin/dag. Efter 14 dagars behandling hade det primära effektmåttet FEV1 förbättrats signifikant i 25 mg/d amitriptylingruppen jämfört med placebo (FEV1: +5,0 % jämfört med placebogruppen; p = 0,048). Ingen signifikant förändring av lungfunktionen observerades när patienterna fick 50 mg och 75 mg amitriptylin (6).
3. Fas IIb - För att utvärdera de positiva data från fas IIa-studien inledde utredarna en fas IIb-studie 2009 med en parallell gruppdesign.