Organoidstudie R334W

Bakgrund: CF orsakas av mutationer i kanalen "Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR)" som kodar för CFTR-proteinet, en anjonkanal. Mer än 2000 olika CFTR-mutationer har beskrivits. CFTR-modulatorläkemedel behandlar den underliggande proteindefekten genom att förbättra veckning och handel med begynnande protein (korrigerare) eller genom att förbättra kanalöppningen vid cellmembranet (potentiator). I Europeiska unionen har behandling med CFTR-modulatorer endast godkänts för patienter som är homozygota för F508del eller bär på en mutation av klass III eller en av ett begränsat antal återstående funktionsmutationer.

R334W-CFTR-mutationen är en sällsynt mutation (270 försökspersoner i det europeiska CF-registret ECFSPR), som beskrivs i CFTR2 som sjukdomsframkallande. Kliniskt finns det bevis för kvarvarande CFTR-funktion hos dessa patienter eftersom endast 36 % av patienterna med R334W är pankreasinsufficiens och medelåldern för alla patienter i CFTR2-databasen är lite äldre (22 år) än patienter med CF och 2 känd sjukdom orsakar mutationer (20 år). Å andra sidan har patienter med R334W i genomsnitt en hög svettkloridhalt (medelvärde 95 mmol/L) och allvarlig lungsjukdom; deras genomsnittliga FEV1 som rapporterats till CFTR-databasen [1] är mycket lik den för andra patienter med F508del CF som orsakar mutation. På kliniken i Leuven har vi en patient med R334W/F508del som är 60 år gammal och har mycket allvarlig lungsjukdom (FEV1 i låg 40-årsåldern).

När den studeras i FRT (Fisher rat thyroid)-celler och jämfört med vildtyp, rapporteras R334W-mutationen ge upphov till normala nivåer av protein vid cellmembranet, men mycket nedsatt funktion (kortslutningsströmmätning) på 1,3 % av vild typ. Å andra sidan finns det mycket begränsad räddning av CFTR-funktionen efter tillsats av potentiatorn ivacaftor: från 1 % till 5 % av det normala.

I motsats till uttryck i heterologa system tillåter intestinala organoider studier av CFTR-funktion i patientspecifikt material. När den testades i intestinala organoider från patienten med F508del/R334W i Leuven-kliniken, resulterade denna mutation i viss kvarvarande funktion dokumenterad av forskolin-inducerad svullnad vid högre forskolinkoncentrationer, även innan tillsats av CFTR-potentiator eller -korrigerare. Men tillsats av ivacaftor och i mindre grad lumacaftor resulterar i måttlig till god räddning av funktion; räddningsgraden (FIS-resultat) ligger mellan den som ses hos F508del homozygota försökspersoner och klass III-mutationsämnen. Jämförbara resultat erhålls i prof M Amarals labb i 3 försökspersoner som är heterozygot för F508del/R334W (resultat i nasala celler och tarmorganoider). En CFTR-funktionell räddning i organoider från en patient med R334W/R746X rapporteras också av den holländska Utrecht-gruppen för organoider; den forskolininducerade svullnaden inducerad av luma/iva var återigen mellan responsen som sågs med iva i organoider från försökspersoner med gatingmutationer och av luma/iva i organoider härledda från F508del homozygota försökspersoner. Dessa fynd tyder på att R334W kan vara en lämplig kandidat för TEZ/IVA-behandling.

Studien som beskrivs i detta protokoll kommer att vara det första steget i ett större projekt som även inkluderar en klinisk prövning. Med den aktuella studien, svaret av organoider av patienter med mutation R334W till tillgänglig

CFTR-modulatorer kommer att testas för att identifiera in vitro-svaret. En interventionell klinisk prövning, inlämnad som ett separat protokoll, kommer därefter att bedöma svaret på modulatorer in vivo hos samma patienter. Den kliniska prövningen är alltså inte en del av detta protokoll.