Öppen spår av γIFN för Friedreich Ataxia

Friedreich ataxi (FRDA) är en förödande neurodegenerativ sjukdom som drabbar barn och unga vuxna. Patienter blir gradvis oförmögna att samordna rörelser och gång tills allvarlig funktionsnedsättning uppstår. De flesta patienter utvecklar dilaterad kardiomyopati och kronisk hjärtsvikt. Sjukdomen är icke-remissiv och förkortar den förväntade livslängden avsevärt. FRDA är en genetisk sjukdom som ärvs på ett autosomalt recessivt sätt. FRDA-patienter visar onormal GAA-triplettexpansion inom den första intronen av frataxingenen som förhindrar korrekt genuttryck. Nivåerna av frataxin, ett mitokondrieprotein som är involverat i järnmetabolism och energiproduktion, är otillräckliga och celler utsätts för långvarig stress och för tidig död. De flesta drabbade av frataxinbrist är perifera neuroner i dorsalrotganglierna (DRG) och neuroner i cerebellar nucleus dentatus.

FRDA påverkar 1 av 50 000 individer i västländer och har ingen godkänd behandling. Det har nyligen visats att interferon gamma (γIFN), en naturlig regulator av immunsvaret och järnmetabolismen, stimulerar frataxingentranskription och främjar frataxinackumulering i celler, inklusive frataxindefekta celler härrörande från FRDA-patienter. Dessutom resulterar långvarig behandling av YG8R-möss, en djurmodell för FRDA, med γIFN i ackumulering av frataxin i DRG-neuroner och förhindrar signifikant försämringen av mössens sensorimotoriska prestanda över tiden.

Eftersom γIFN också är ett läkemedel tillgängligt på marknaden som ett rekombinant protein (γIFN - 1b, TD Imukin® och Actimmune®), och redan godkänt för två pediatriska indikationer (malign osteopetros och kronisk granuloumatös sjukdom), skulle det kunna representera ett snabbt tillgängligt terapeutiskt medel. alternativ för FRDA-patienter.

Ett stort hinder för att effektivt fastställa effektiviteten av behandlingen i FRDA är bristen på tillförlitliga och känsliga biomarkörer. Kliniska indikatorer (sjukdomsspecifika skalor, tidsinställda prestationstester) är benägna att variera mellan bedömare och framför allt, även om de är giltiga och känsliga för långsiktiga förändringar, är de mycket ineffektiva när det gäller att fånga förändringar i det korta tidsintervallet (månader) som vanligtvis används i randomiserade kliniska prövningar (RCT).

De avancerade neuroimagingteknikerna såsom Voxel-Based Morphometri (VBM), Susceptibility Weighted Imaging (SWI), Diffusion Tensor Imaging (DTI) och funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI) skulle kunna erbjuda objektiva indikatorer på sjukdomsförloppet som skulle kunna fungera som paraklinisk slutpunkt i terapeutiska prövningar. Surrogat-slutpunkter baserade på neuroimaging-indikatorer har använts i stor utsträckning vid andra neurologiska sjukdomar som multipel skleros, och deras införande påskyndade avsevärt erkännandet av effektiva behandlingar och deras longitudinella utvärdering.

Under de senaste åren har MRI-studier in vivo gett information om skador på cerebellära, cerebrala och ryggmärgsområden som är involverade i FRDA och andra genetiskt bestämda ataxier, vilket kan vara användbart för att övervaka sjukdomsprogression.

Med tillkomsten av VBM är det möjligt att kvantifiera graden av atrofi, att övervaka den i tid och att identifiera olika mönster som är typiska för en specifik form av ataxi. Olika studier har visat på en signifikant korrelation mellan graden av cerebellär atrofi, svårighetsgraden av den kliniska bilden och även sjukdomens varaktighet.

En pilotstudie utförd i en kohort av 9 FRDA-påverkade ungdomar som genomgick en 6 månaders behandling med deferipron, visade en signifikant minskning av den genomsnittliga R2*-signalen i de cerebellära dentate kärnorna, ett index för järnvävnadslager. Modifieringar av fMRI-mönstret som svar på specifika uppgifter som involverar både motoriken och planeringsförmågan har också visats hos FRDA-patienter, och fMRI-baserade protokoll kan erbjuda en kompletterande indikator på sjukdomsprogression eller terapiinducerad modifiering.

Syfte och syfte med den föreslagna utredningen:

• Testa säkerheten för γIFN-behandling som ges i 6 månader vid en slutdos på 200 mcg tre gånger i veckan hos FRDA-patienter.
• Testa effekten av γIFN-behandling på sjukdomsspecifik klinisk skala (SARA)
• Testa effekten av sådan behandling på en uppsättning sekundära avbildnings-, laboratorie- och kliniska slutpunkter:

• fMRI-förändringar hos FRDA-patienter som utför fingertappningsprotokollet

  • DTI parametrar
  • Tjockleken på kammarväggen mätt med ekokardiogram (EcoCG)
  • Tjocklek på RNFL mätt med OCT
  • Frataxinnivåer i cellysat framställda från mononukleära celler från perifert blod (PBMC)
  • Förändringar i livskvalitet och funktionsnedsättning effektmått. Vilket tidigare arbete bygger detta projekt på? Bevis för den möjliga effekten av rekombinant γIFN i FRDA har samlats både i djurmodellen för sjukdomen och i FRDA-patienter. Hos FRDA-patienter rapporterade en nyligen avslutad fas II-studie signifikant förbättring av FARS-utvärderingen efter 3 månaders behandling med 100 mikrogram, 3 gånger/vecka. Dessutom tyder en annan nyligen avslutad fas II-studie på att doseringen av 200 mcg tolereras någorlunda väl hos FRDA-patienter.

Ett artikulerat MRT-protokoll för FRDA-patienter i åldrarna 12-50 som inkluderade DTI, VBM och fMRI efter ett selektivt motoriskt paradigm har testats, validerats och implementerats i forskarinstitutet. Genom detta protokoll utvärderade utredarna 22 FRDA-patienter och 15 ålders- och könsmatchade friska kontroller, och fann signifikanta skillnader i DTI-parametrar (FA & MD) i cerebellär vita substansen, långa sensoriska och motoriska kanaler, stora kommissurala kanaler och i FET-signal intensitet och distribution av FET-signal under utförandet av ett fingerknackningstest. Dessa senare sjukdomsspecifika förändringar var mest uppenbara i den ipsilaterala cerebellar cortex. De observerade förändringarna korrelerade med graden av neurologisk och funktionsnedsättning mätt med validerade skalor.

Dessa preliminära resultat indikerar att DTI- och fMRI-förändringar kan fungera som effektiva surrogatslutpunkter i RCT för FRDA-patienter.

Design Pilotstudie med öppen etikett. Primärt säkerhetsslutpunkt: Säkerhet för γIFN 6 månaders behandling vid doser på 200 mikrogram 3 gånger i veckan Primär effektmål: SARA-poängen ändras under behandlingsperioden jämfört med de som registrerats under förbehandlingsperioden och uppföljningen efter behandling period

Sekundära slutpunkter:

o ändringar i: FET signal som erhålls under den selektiva motoriska uppgiften (knackning med finger)

• DTI-parametrar (FA, MD) i cerebellar vita substansen, de långa och kommissurala trakterna

• Ventrikulär väggtjocklek (Eco CG)

  • RNFL-tjocklek (OCT)

• Frataxininnehåll i PBMC
• Förändringar i QoL-mått (SF-36)
• Förändringar i funktionsnedsättningsmått (WHO-DAS 2.0)

Ämnen

Inklusionskriterier:

• Molekylärt definierad FRDA,
• vilja att delta i studien och undertecknandet av formuläret för informerat samtycke.

För att kontrollera den pågående försämringen som är förknippad med sjukdomen kommer utredarna att rekrytera endast de patienter som redan hade studerats med MRT-protokollet och de funktionella skalorna som anges nedan 12 månader före början av denna studie.

Exklusions kriterier:

• förekomst av någon kontraindikation för MRT-studie,
• förekomst av kliniskt signifikant hjärt-, lever- eller njursjukdom eller andra medicinskt instabila tillstånd.
• Känd känslighet för γIFN.
• Tidigare exponering för rekombinant hematopoietin.
• Pågående användning av desferipron eller annan specifik FRDA-behandling
• graviditet eller amning

Studieläkemedlet γIFN (Imukin 100 mcg/flaska)

Behandlingen kommer att vara:

1. st två veckor: 100 mcg/tre gånger i veckan Från den 3:e veckan: 200 mcg tre gånger i veckan under de följande 22 veckorna

   Avbildningsprotokoll

   MRT-undersökningen kommer att administreras vid 4 T-punkter:

   - T-12 till -6: för denna punkt kommer data som redan lagrats under det senaste året från den publicerade utredarnas MRI-studie på 18 försökspersoner att användas

   - T0: vid rekryteringstillfället

   - T6: efter 6 månaders behandling

   - T+6: 6 månader efter avslutad behandling. Protokollet kommer att inhämtas på en 3 T-skanner utrustad med en 32-kanals huvudspole och kommer att inkludera morfologiska, strukturella (DTI) och funktionella (fMRI) sekvenser.

   En 3D T1-vägd TFE-sekvens (TR/TE=8,2/3,7, voxelstorlek= 1x1x1 mm, 150 skivor) kommer att förvärvas för att erhålla morfologiska data som är lämpliga för volymetrisk analys för voxelbaserad morfometri.

   DTI-data kommer att inhämtas med hjälp av en T2-vägd EPI-sekvens (voxelstorlek =2,5x2,5x2,5 mm) längs 32 icke-kollinjära riktningar, med flera b-värden (0, 300, 1100 sek/mm2) och kommer att utvärderas offline med den dedikerade programvaran för Tortoise. Funktionsdata kommer att inhämtas med hjälp av en T2-vägd EPI-sekvens (TR/TE=2000/20, tjocklek=2,5 mm, 40 skivor) som täcker hela hjärnan och lillhjärnan.

   Funktionella bilder kommer att förvärvas under en uppgift som innebär manuell koordination och precision, för att testa möjlig effekt av behandlingen över den funktionella organisationen av motoriska nätverk.

   Laboratorieprotokoll Eco CG-studie kommer att utföras vid T0, T6, T+6 med etablerat protokoll. Frataxinnivåövervakning kommer att utföras vid T0, T3 (efter 3 månader) och T6 (efter 6 månader).

   Kliniska åtgärder och säkerhetsövervakning En utbildad neurolog kommer att besöka varje patient vid T0, T3, T6 och T+6 och rapportera alla vitala tecken och registrera andra objektiva fynd inklusive biverkningar (AE).

   En detaljerad checklista med alla kända biverkningar som rapporterats med γIFN-behandling kommer att presenteras för varje deltagare vid T0, T3, T6.

   Följande blodprov kommer att utföras vid T0, T3, T6:

   -Cell Blodräkning, Erytrocytsedimentationshastighet, Ca2+, Cl-, Na+, Mg2+, K+, Albumin, Globuliner, Glukos, Blod Urea Kväve, Urinsyra, Kreatinin, Aspartat Transaminas, Alanin Transaminas, Järn, Ferritin, Transferrin

   Statistisk analys För MRI-protokollet kommer varje datauppsättning att bearbetas med en dedikerad pipeline och lämplig programvara.

   T1-volymerna kommer att bearbetas enligt standard FMRIB Software Library (FSL) pipeline och utföra VBM. Som första steg kommer en studiespecifik mall av grå substans att skapas med hjälp av rutinen "buildtemplateparallel" av Advanced Normalization Tools (ANTs), som utför en iterativ mallkonstruktion med elastiska transformationer.

   DTI-data kommer att korrigeras för virvelströmmar och rörelseartefakter och sedan kommer diffusionstensorn att beräknas med hjälp av den icke-linjära mono-exponentiella diffusionsmodellen, vilket ger kartor över "fraktionell anisotropi" (FA), "medeldiffusivitet" (MD), "radiell diffusivitet" (RD) och "axiell diffusivitet" (AD).

   För att kvantifiera de statistiska skillnaderna över tid kommer diffusionsdata för alla försökspersoner att flyttas till ett gemensamt utrymme genom stela, affina och diffeomorfa registreringar baserade på själva diffusionstensorn. Med hjälp av de transformationer som beräknats på tensorerna kommer 3 olika tester att utföras:

   - Tract Based Spatial Statistics (TBSS);

   - Voxel-vis statistisk analys baserad på permutationer;

   - Statistisk analys av regioner av intresse (ROI) med generaliserade linjära modeller (GLM).

   fMRI-data kommer att bearbetas med hjälp av Statistical Parametric Mapping 8 (SPM8). En Fixed Effect-analys på första nivån kommer att utföras på varje ämne med hjälp av global linjär modell och rörelseparametrar som förväxling. För analysen på gruppnivå kommer en slumpmässig effektanalys med kontraster som erhållits i steganalysen för ett ämne att utföras. Ett t-test med två exempel kommer slutligen att beräknas för att kontrollera skillnader i aktiveringar över tid.

   Alla tidsberoende data (inklusive ROI-visa neuroavbildningsresultat) kommer att analyseras med multivariata linjära blandade modeller, inklusive tidpunkter som en upprepad inom-subjektsfaktor och inkluderade kön, ålder vid debut, sjukdomslängd, utbildningsår och antal GAA1-repetitioner inom den mindre FXN-allelen som kovariater utan intresse. N fall av statistiskt signifikant (p<0,05) övergripande effekt av tid kommer parvisa jämförelser mellan tidpunkter att utföras och korrigeras för flera jämförelser mellan par av tidpunkter. Korrelationsanalys kommer också att utföras mellan möjliga modifieringar i SARA-poäng mellan på varandra följande tidpunkter och respektive förändringar i MRT-härledda strukturella och funktionella mått.

   Referenser (forskningsprojekt):

   - Akhlaghi H, Yu J, Corben L, Georgiou-Karistianis N, Bradshaw JL, Storey E, Delatycki MB, Egan GF. Kognitiva brister i Friedreich-ataxi korrelerar med mikrostrukturella förändringar i dentatorubala trakten. Lilla hjärnan. 2 oktober 2013.

   - Akhlaghi H, Corben L, Georgiou-Karistianis N, Bradshaw J, Delatycki MB, Storey E, Egan GF. En funktionell MRT-studie av motorisk dysfunktion i Friedreichs ataxi. Brain Res. 30 aug 2012;1471:138-54.

   - Boddaert N, Le Quan Sang KH, Rötig A, Leroy-Willig A, Gallet S, Brunelle F, Sidi D, Thalabard JC, Munnich A, Cabantchik ZI. Selektiv järnkelering i Friedreich-ataxi: biologiska och kliniska implikationer. Blod. 1 juli 2007;110(1):401-8.

   - Della Nave R, Ginestroni A, Tessa C, Salvatore E, Bartolomei I, Salvi F, Dotti MT, De Michele G, Piacentini S, Mascalchi M. Hjärnvit substans degenererar i Friedreich-ataxi. En MRT-studie in vivo med användning av traktbaserad rumslig statistik och voxelbaserad morfometri.Neuroimage. 2008a Mar 1;40(1):19-25.

   - Della Nave R, Ginestroni A, Tessa C, Cosottini M, Giannelli M, Salvatore E, Sartucci F, De Michele G, Dotti MT, Piacentini S, Mascalchi M. Hjärnstrukturskada vid spinocerebellär ataxi typ 2. En voxelbaserad morfometri studie. Mov Disord. 2008b apr 30;23(6):899-903. doi: 10.1002/mds.21982.

   - Di Prospero NA, Baker A, Jeffries N, Fischbeck KH. Neurologiska effekter av högdos idebenon hos patienter med Friedreichs ataxi: en randomiserad, placebokontrollerad studie. Lancet Neurol. 2007 okt;6(10):878-86.

   - Georgiou-Karistianis N, Akhlaghi H, Corben LA, Delatycki MB, Storey E, Bradshaw JL, Egan GF. Minskad funktionell hjärnaktivering i Friedreich-ataxi med hjälp av Simon-effektuppgiften. Brain and Cognition 79 (2012) 200-208.

   - Jayakumar PN, Desai S, Pal PK, Balivada S, Ellika S, Kalladka D. Funktionella korrelat av inkoordination hos patienter med spinocerebellär ataxi 1: en preliminär fMRI-studie. J Clin Neurosci. 2008 Mar;15(3):269-77. doi: 10.1016/j.jocn.2007.06.021. Epub 2008 10 januari.

   - Mantovan MC, Martinuzzi A, Squarzanti F, Bolla A, Silvestri I, Liessi G, Macchi C, Ruzza G, Trevisan CP, Angelini C. Exploring mental status in Friedreichs ataxi: a combined neuropsychological, behavioral and neuroimaging study. Eur J Neurol. 2006 aug;13(8):827-35.

   - Montermini L, Richter A, Morgan K, Justice CM, Julien D, Castellotti B, Mercier J, Poirier J, Capozzoli F, Bouchard JP, Lemieux B, Mathieu J, Vanasse M, Seni MH, Graham G, Andermann F, Andermann E, Melançon SB, Keats BJ, Di Donato S, Pandolfo M (1997) Fenotypisk variabilitet i Friedreich-ataxi: roll för den associerade GAA-triplettupprepningsexpansionen. Ann Neurol 41:675-682.

   - Ormerod IE, Harding AE, Miller DH, Johnson G, MacManus D, du Boulay EP, Kendall BE, Moseley IF, McDonald WI. Magnetisk resonanstomografi vid degenerativa ataxiska störningar.

   - J Neurol Neurosurg Psychiatry. 1994 Jan;57(1):51-7. Recension.

   - Pfefferbaum A, Adalsteinsson E, Rohlfing T, Sullivan EV. MRT-uppskattningar av hjärnans järnkoncentration vid normalt åldrande: jämförelse av fältberoende (FDRI) och fas (SWI) metoder. Neurobild. 2009 Aug 15;47(2):493-500.

   - Pierpaoli C, Walker L, Irfanoglu MO, Barnett A, Basser P, Chang L-C, Koay C, Pajevic S, Rohde G, Sarlls J och Wu M. 2010, TORTOISE: ett integrerat mjukvarupaket för bearbetning av diffusions-MRI-data, ISMRM 18:e årsmötet, Stockholm, Sverige, #1597

   - Prakash N, Hageman N, Hua X, Toga AW, Perlman SL, Salamon N. Mönster av fraktionerad anisotropiförändringar i vita substansen i cerebellära pelare skiljer spinocerebellär ataxi-1 från multipel systematrofi och andra ataxisyndrom. Neurobild. 2009 aug;47 Suppl 2:T72-81. doi: 10.1016/j.neuroimage.2009.05.013. Epub 2009 14 maj.

   - Schenck JF, Zimmerman EA. Högfältsmagnetisk resonanstomografi av hjärnjärn: födelsen av en biomarkör? NMR Biomed. 2004 Nov;17(7):433-45. Recension.

   - Schmitz-Hübsch T, du Montcel ST, Baliko L, Berciano J, Boesch S, Depondt C, Giunti P, Globas C, Infante J, Kang JS, Kremer B, Mariotti C, Melegh B, Pandolfo M, Rakowicz M, Ribai P, Rola R, Schöls L, Szymanski S, van de Warrenburg BP, Dürr A, Klockgether T, Fancellu R. Skala för bedömning och bedömning av ataxi: utveckling av en ny klinisk skala. Neurologi. 2006 Jun 13;66(11):1717-20.

   - Schulz JB, Dehmer T, Schöls L, Mende H, Hardt C, Vorgerd M, Bürk K, Matson W, Dichgans J, Beal MF, Bogdanov MB. Oxidativ stress hos patienter med Friedreich-ataxi. Neurologi. 2000 Dec 12;55(11):1719-21.

   - Seyer L, Greeley N, Foerster D et al. Öppen studie av Interferon gamma 1b (IFN-y) i Friedreich-ataxi. Acta Neurologica Scandinavica 2014 21 okt. doi: 10.1111/ane.12337

   - Sormani MP, Bruzzi P. MRI-lesioner som ett surrogat för skov vid multipel skleros: en metaanalys av randomiserade studier. Lancet Neurol. 2013 jul;12(7):669-76. doi: 10.1016/S1474-4422(13)70103-0.

   - Stankiewicz J, Panter SS, Neema M, Arora A, Batt CE, Bakshi R. Järn i kroniska hjärnsjukdomar: avbildning och neuroterapeutiska implikationer. Neuroterapeutika. 2007 jul;4(3):371-86.

   - Subramony SH, May W, Lynch D, Gomez C, Fischbeck K, Hallett M, Taylor P, Wilson R, Ashizawa T; Cooperative Ataxi Group. Mätning av Friedreich-ataxi: Interrater-tillförlitlighet för en neurologisk värderingsskala. Neurologi. 2005 apr 12;64(7):1261-2.

   • Tai G, Corben LA, Gurrin L et al. En studie av upp till 12 års uppföljning av Friedreich-ataxi med hjälp av fyra mätverktyg. JNNP 2014, 11 augusti som 10.1136/jnnp-2014-308022
   • Tomassini, B., Arcuri, G., Fortuni, S., Sandi, C., Ezzatizadeh, V., Casali, C., Condo, I., Malisan, F., Al-Mahdawi, S., Pook, M. och Testi R. (2012) Interferon gamma uppreglerar frataxin och korrigerar de funktionella bristerna i en Friedreich-ataximodell. Hum Mol Genet, 21, 2855-2861.
   • Trouillas P, Takayanagi T, Hallett M, Currier RD, Subramony SH, Wessel K, Bryer A, Diener HC, Massaquoi S, Gomez CM, Coutinho P, Ben Hamida M, Campanella G, Filla A, Schut L, Timann D, Honnorat J, Nighoghossian N, Manyam B. International Cooperative Ataxia Rating Scale för farmakologisk bedömning av cerebellärt syndrom. Ataxia Neuropharmacology Committee av World Federation of Neurology. J Neurol Sci. 1997 12 februari;145(2):205-11.
   • Velasco-Sánchez D, Aracil A, Montero R, Mas A, Jiménez L, O'Callaghan M, Tondo M, Capdevila A, Blanch J, Artuch R, Pineda M. Kombinerad terapi med idebenone och deferipron hos patienter med Friedreichs ataxi. Lilla hjärnan. 2011 Mar;10(1):1-8.
   • Villanueva-Haba V, Garcés-Sánchez M, Bataller L, Palau F, Vílchez J. Neuroimaging studie med morfometrisk analys av ärftlig och idiopatisk ataxi. Neurologia. 2001 Mar;16(3):105-11.
   • SKÅLDPALDPA https://science.nichd.nih.gov/confluence/display/nihpd/SKOPPADDA