Valproat och levocarnitin hos barn med spinal muskelatrofi

Spinal muskelatrofi är en autosomal recessiv sjukdom av varierande svårighetsgrad som förstör motorneuroner, vilket resulterar i atrofi och svaghet i de frivilliga musklerna. Omkring 95% av fallen visar en homozygot deletion/mutation som involverar exon 7 i SMN1 (överlevnadsmotorneuron 1), vilket resulterar i den biokemiska bristen på SMN-proteinet.

Även om patogenesen av spinal muskelatrofi förblir spekulativ, inkluderar flera hypoteser defekt hämning av apoptos, glutamatexitotoxicitet och avsaknad av en eller flera neurotrofiska faktorer i nerv eller muskel.

Valproinsyra (VPA), en histondeacetylas (HDAC)-hämmare, ökar direkt SMN-uttrycket i SMA-patienthärledda cellinjer in vitro. Det har också visat sig ha neuroprotektiva egenskaper på glutamatinducerad excitotoxicitet via uppreglering av alfasynuklein och ökar neuritutväxten in vitro.

Den molekylärgenetiska grunden för spinal muskelatrofi (SMA), en autosomal recessiv neuromuskulär störning, är förlusten av funktion hos överlevnadsmotorneurongenen (SMN1). SMN2-genen, en nästan identisk kopia av SMN1, har upptäckts som ett lovande mål för SMA-terapi. Transkriptionell SMN2-aktivering eller modulering av dess splitsningsmönster för att öka FL-SMN-nivåer tros vara kliniskt fördelaktigt och därför en avgörande utmaning i SMA-forskning. Läkemedel som valproinsyra, fenylbutyrat och natriumbutyrat som huvudsakligen fungerar som histon-deacetylashämmare kan mediera båda: de stimulerar SMN2-gentranskriptionen och/eller återställer splitsningsmönstret, och höjer därigenom nivåerna av FL-SMN2-protein.

Hittills har 3 öppna prövningar och 1 placebokontrollerad RCT av VPA hos människor publicerats, alla indikerar en möjlig fördel i styrka och/eller motorisk funktion.

Barn med SMA kan ha en minskad förmåga att syntetisera karnitin till följd av signifikant minskad skelettmuskelmassa. VPA hämmar oberoende karnitintransport och dess metaboliter bryter ner karnitinnivåerna genom att binda till dem. Så tillsammans med valproat bör dessa patienter kompletteras med karnitin.

Spinal muskelatrofi i barndomen (SMA) är en vanlig autosomal recessiv störning, som kännetecknas av muskelsvaghet på grund av degeneration av motorneuroner i ryggmärgen och hjärnstammen. Sjukdomens fortskridande beror på förlust av främre hornceller, som tros orsakas av apoptos. Positionella kloningsstrategier har avslöjat flera genkandidater inklusive genen för Survival Motor Neuron (SMN) och det neuronala apoptoshämmande proteinet (NAIP). Båda generna dupliceras på kromosom 5.

Överlevnadsmotorneurontranskriptet kodas av två gener, SMNT och SMNC. Den autosomala recessiva proximala SMA som mappas till 5q12 orsakas av mutationer i SMNT-genen. SMNT-exon 7 detekteras inte i cirka 95 % av SMA-fallen på grund av antingen deletions- eller sekvensomvandlingshändelser.

Nyligen har ett internationellt samarbete genom European Neuromuscular SMA Consortium, som nämnts ovan, fastställt diagnostiska kriterier.

1. Svaghet är det centrala inslaget. Svagheten ska vara symmetrisk, proximal mer än distal och åtföljd av hypotoni. Stammen är vanligtvis inblandad. Svagheten i benen är karakteristiskt sett större än i armarna.
2. Denervering påvisad genom elektromyografi, muskelbiopsi och kliniska kriterier. På senare tid har närvaron av överlevnadsmotorgendefekten blivit accepterad som ett tillförlitligt diagnostiskt test för spinal muskelatrofi.

Möjliga terapeutiska strategier inkluderar användningen av motoriska neurotrofiska medel, glutamatinhibitorer, histondeacetylashämmare och embryonala transplantat.

Valproat, en kortkedjig fettsyrahistondeacetylashämmare har visats öka proteinnivån av SMN2 med 2 till 4 gånger genom transkriptionsaktivering och återställande av korrekt splitsning av SMN 2 via ökade nivåer av Htra2-beta1 i fibroblastcellinjer från SMA patienter och det har också visat sig höja SMN-proteinnivån även i neuronal vävnad.11 Hittills har 3 öppna prövningar och 1 placebokontrollerad RCT av VPA hos människor publicerats, vilket alla indikerar en möjlig fördel i styrka och motorisk funktion. Nyligen har resultaten av CARNI-VAL-studien (valproat och karneval) publicerats. Det är ett multicentriskt försök med 2 delar. Den första är en dubbelblind placebokontrollerad randomiserad studie med 61 SMA-patienter i åldrarna 2 till 8 år. Det har indikerat möjliga fördelar i motorisk funktion och styrka hos yngre patienter med gynnsam och normal BMI-profil. Den andra är en prospektiv enarmad prövning av valproat och karnitin på 33 ambulerande barn i SMA i åldern 3-17 år. Ingen signifikant förbättring noterades i muskelstyrka och funktionell status under en 12-månadersperiod.

Valproat är ett FDA-godkänt läkemedel som använts i mer än tre decennier vid epilepsibehandling. Vanliga biverkningar är dyspepsi och/eller viktökning. Mindre vanliga biverkningar är dysfori, trötthet, yrsel, dåsighet, håravfall, huvudvärk, illamående, sedering och skakningar. Det orsakar också hyperammonemi. Det har också rapporterats orsaka bloddyskrasier, nedsatt leverfunktion, gulsot, trombocytopeni och förlängda koagulationstider.

Eftersom det inte har funnits någon effektiv behandling för SMA, består hanteringen hittills av att förebygga eller behandla komplikationerna. Komplikationer av svår svaghet inkluderar restriktiv lungsjukdom, dålig kost, ortopediska missbildningar, orörlighet och psykosociala problem. Genspecifik terapi är ännu inte tillgänglig. Noninvasiv ventilation och perkutan gastrostomi förbättrar enligt uppgift livskvaliteten utan någon effekt på överlevnaden. Målet med aktiva men icke-utmattande övningar är att bibehålla rörelseomfång, öka muskelflexibiliteten och förhindra kontrakturer. Genetisk rådgivning bör erbjudas alla familjer till patienter med SMA.

Provstorlek Detta har beräknats med MMT som primärt resultat med användning av upprepade mätningar (1 före och 4 eftermätningar). Förutsatt att medelvärdet ± SD MMT-poäng i kontrollgruppen vid inskrivningen är 120± 55 (baserat på baslinjestatus för patienter som besöker vår rutinmässiga myopatiklinik) och förväntar sig en förbättring på minst 30 % i interventionsarmen (dvs. 156± 55) , med korrelationskoefficient som 0,6, 90 % effekt och 5 % 2-sidig α (dvs 95 % CI), kräver utredarna minst 25 fall i varje grupp. Om man övervägde cirka 20 % förlust för att följa upp skulle utredarna registrera 30 barn i var och en av de två studiearmarna, dvs totalt 60 fall.

Randomisering: Blockrandomisering med variabel blockstorlek kommer att användas för att generera slumptal för tilldelning av studiebarn i en av de två grupperna.

Interimanalys Det kommer att göras efter att 20 patienter har registrerats för att bedöma läkemedlets effekt. Om effektiviteten är tydlig kommer fortsatt fortsättning av studien inte att vara motiverad.

Patientrekrytering

Alla patienter med diagnosen SMA i åldern 2-15 år som redan är registrerade på Myopathy Clinic of AIIMS kommer att återkallas. Information kommer att skickas till alla statliga sjukhus i Delhi om att en sådan studie för närvarande pågår och alla remisser kommer också att rekryteras. Dessa patienter och alla de som nyligen diagnostiserats vid Myopathy Clinic, AIIMS kommer att randomiseras i två grupper:

Grupp I (sjukgymnastik + placebo) Grupp II (sjukgymnastik + valproat och levokarnitin) Patienter som väger mindre än 20 kg kommer att få flytande formulering av antingen natriumvalproate eller placebo. Patienter som väger mer än 20 kg kommer att få orala tabletter av antingen natriumvalproat/placebo.

Dag 1-Dag 10 Dag 11- Dag 20 Dag 21 och framåt < 10 Kg 1 ml BD 2 ml BD 2 ml TDS 11-15 Kg 1,5 ml BD 2 ml TDS 3 ml TDS 16-20 Kg 2 ml BD 3 ml TDS 4 ml TDS 21-25 Kg 100 mg (1 tab BD) 200 mg (1 tab BD) 200 mg (1 tab TDS) 26-30 Kg 100 mg (1 tab TDS) 200 mg (1 tab TDS) 200 mg (2 -1 -1) 31-35 kg 100 mg (1 tab TDS) 200 mg (1 tab TDS) 200 mg (2-1-2) Alla patienter i interventionsarmen kommer att kompletteras med karnitin 50 mg per kg per dag (max 1000 mg) i 2 uppdelade doser under hela valproatbehandlingsperioden. Den andra gruppen kommer att få placebo.

Utredarna kommer att bli blinda för läkemedlets kod. Det kommer att brytas först i slutet av studien eller om det finns några betydande biverkningar.

Valproat används redan för patienter med epilepsi och har inga betydande biverkningar. Hittills finns ingen annan behandling för SMA förutom konservativ behandling tillgänglig. Denna rättegång är således motiverad.

Periodisk utvärdering av data kommer att göras av en Data Safety Management Board (DSMB) som kommer att bestå av framstående experter.

Informerat samtycke Det kommer att tas på ett vederbörligen utformat samtyckesformulär innan studien påbörjas. Patienten eller hans förälders kommer att ha rätt att dra sig ur studien när som helst utan att vara till nackdel för patienten. Ingen skadlig effekt förväntas men vid eventuella forskningsrelaterade skador kommer bästa möjliga vård vid AIIMS att ges.

En detaljerad historia och fysisk undersökning kommer att utföras på en förutformad proforma. Alla barn kommer att genomgå DNA-testning för exon7-deletion av SMNT-genen. Alla kommer att ha CPK-nivåer och rutinmässiga hemogram- och leverfunktionstester. Om exon7-deletionen är frånvarande kommer EMG, NCV och muskelbiopsi att utföras. Baslinjebedömning kommer att inkludera en detaljerad muskelkarta på en 5-gradig skala enligt principerna för manuell muskeltestning av en barnsjukgymnast. Andra tester kommer att inkludera funktionell mätning med modifierad Hammersmith Functional Motor Scale (MHFMS) och forcerad vitalkapacitet (FVC) där det är möjligt.

Patienterna kommer att utvärderas kliniskt efter 12, 24, 36 och 52 veckor genom anamnes, undersökning och en noggrann muskelkarta. Andra tester kommer att inkludera funktionell mätning med modifierad Hammersmith Functional Motor Scale (MHFMS) och forcerad vitalkapacitet (FVC) där det är möjligt. Efterlevnad kommer att säkerställas vid varje besök genom att kontrollera deras läkemedelsförpackningar för överblivna läkemedel. Vid 24 veckor och 52 veckor kommer även uppföljning av rutinhemogram, leverfunktionstester och dessutom vid 52 veckor att göras serumvalproatnivåer.

MMT (manuell muskeltestning) poäng kommer att uttryckas som totalpoäng av 340. Liknande modifierad Hammersmith Functional Motor Scale (MHFMS) poäng kommer att uttryckas som totalpoäng av. FVC (Forced vital capacity) kommer att uttryckas i liter. Serumvalproatnivåer kommer att uttryckas i mg/ml. Biverkningsprofilen för valproat kommer att uttryckas som incidensen av patienter med ovan nämnda symtom. Incidensen av patienter med lågt antal blodplättar (mindre än 1,5 lacs/mm3) och förhöjda leverenzymer (OT och PT mer än 40 U/L) kommer att registreras. Genomsnittlig ± 2SD förändring i MMT-poäng, MHFMS-poäng och FVC vid varje besök kommer att analyseras med Wilcockson ranksumtest och T-test.