Effekter av återfallsterapi för multipel skleros på avkommans neurokognitiv utveckling och beteende (MS-Children)

Inledning: Multipel skleros (MS) drabbar 1 av 1 000 människor i industriländer, främst kvinnor i fertil ålder. För att förhindra MS-återfall får de flesta patienter sjukdomsmodifierande terapier (DMT). De flesta DMT - med undantag för interferoner och glatirameracetat - är dock inte godkända under graviditeten. Följaktligen avbryts DMT regelbundet under graviditeten med en efterföljande ökad risk för återfall. Sålunda är återfall under graviditeten ett vanligt fenomen. Den genomsnittliga återfallsfrekvensen per år hos gravida MS-patienter som inte tar DMT under 1:a och 2:a trimestern är nästan identisk med pre-partum-perioden efter vilken den minskar markant under 3:e trimestern. Tyska neurologiska sällskapet uppskattar att cirka 25 % av alla gravida kvinnor med MS kommer att drabbas av ett återfall under sin graviditetsperiod(er).

Det rekommenderas generellt av europeiska och amerikanska riktlinjer att behandla MS-skoven under graviditeten med den syntetiska glukokortikoiden (GC) metylprednisolon (MP), som anses vara ofarlig för det ofödda. Men oavsett de otvivelaktigt positiva effekterna av GC för MS-återfallsbehandling, finns det betydande tvivel om huruvida syntetiska GC har så låga biverkningar för barnet som MS-riktlinjerna antar. Fostret utvecklas i närvaro av mycket låga GC-nivåer eftersom det inte kan producera kortisol förrän i slutet av graviditeten och cirka 90 % av moderns kortisol inaktiveras av placentaenzymet 11ß-HSD2. Till skillnad från moderns kortisol är syntetiska GC inget substrat för placentaenzymet 11ß-HSD2 och passerar således placentan utan att inaktiveras. Väl inne i fostrets cirkulation stör GC utvecklingen av fostrets centrala nervsystem (CNS). Effekterna av syntetiska GC på fostrets utveckling och hälsa och sjukdom senare i livet samt mekanismerna som medierar dessa effekter karakteriseras bäst för betametasonexponering för att inducera fostrets lungmognad hos spädbarn som hotar för tidig förlossning eftersom denna behandling används i nästan 10 % av alla graviditeter. I olika studier är överexponering för syntetiska GC associerad med minskad födelsevikt, förändrad utveckling av fostrets hjärna, t.ex. genom direkt effekt på neuro- och gliogenes via antiproliferativa effekter på neurala stam-/progenitorceller, och bestående funktionsförändringar av stressaxeln med dess två armar, hypotalamus-hypofys-binjureaxeln (HPAA) och det autonoma nervsystemet (ANS). Suprafysiologiska GC-koncentrationer tros också återställa börvärdet för den negativa återkopplingsregleringen av fostrets HPAA, vilket resulterar i en ökning av HPAA-aktiviteten senare i livet. Ökad HPAA-aktivitet har associerats med ökad stresskänslighet och ett antal beteendeförändringar och neuropsykiatriska störningar inklusive ångest, depressiva liknande störningar och ADHD (Attention Deficit Hyperactivity Disorder). Förhållandet mellan negativ miljöpåverkan under kritiska perioder av fosterlivet, såsom exponering för överskott av GC, och avkommans hälsa senare i livet är grunden för "Fetal Programmering"-hypotesen.

En föregångare studie av utredarnas arbetsgrupp testade hypotesen att fetal betametasonbehandling försämrar strukturell och funktionell hjärnutveckling samt stresskänslighet som leder till störningar i övergripande neurokognitiv prestation och beteende senare i livet. Det är anmärkningsvärt att dosen av betametason (2 x 12 mg, med 24 timmars mellanrum) var ungefär 300 gånger lägre än den dos som användes för att behandla MS-återfall (1000 mg under 3-5 dagar). Som ett stort studieresultat märkte forskarna skadliga effekter av prenatal betametasonexponering på allmän kognitiv förmåga i åldern 8 - 9 år. Intelligenskvoten (IQ)-poäng hos barn som exponerades för betametason prenatalt var i genomsnitt 10,5 poäng lägre än hos kontroller, med en stor effektstorlek på d = 0,68. Även om IQ-poängen för betametasonexponerade barn fortfarande låg inom det förväntade populationsintervallet, antar forskarna att denna skillnad är kliniskt relevant och hindrar deltagarnas framtida livsframgång. Dessutom visade barn som exponerades för betametason en signifikant ökning av ADHD-relaterade symtom på den internationella klassificeringen av sjukdomar (ICD)-10-baserade betygsskalan, Diagnostik-System für psychische Störungen nach ICD-10 och DSM-5 für Kinder und Jugendliche -III, med en medeleffektstorlek på d = 0,51. Elektroencefalografisk (EEG) analys visade att BM-exponerade barn hade en högre spektral kantfrekvens i vila och under stress, vilket tyder på en minskad total neuroelektrisk avslappningskapacitet. Analys av hjärtfrekvensvariabilitet (HRV) visade en återställning av ANS hos betametasonexponerade barn.

Syfte: Det primära målet med denna studie är att undersöka den allmänna kognitiva förmågan som en markör för hjärnans utveckling hos barn till MS-patienter som fått MP för att behandla ett MS-återfall under graviditeten. De sekundära målen är att fastställa effekterna av MP administrerat under graviditeten på avkommans strukturella och funktionella hjärnutveckling och neuropsykiatriska och beteendemässiga prestationer. Stresskänslighet och epigenetiska förändringar av GC-receptorfunktionen kommer att mätas för att bestämma underliggande mekanismer.

Studien bygger på följande hypoteser:

Fostrets exponering för MP under återfallsbehandling hos gravida MS-patienter leder till

• störningar i strukturell och funktionell hjärnutveckling på grund av MP:s mognadspotential som inducerar asymmetrier i den komplexa sekvensen av mognad av cerebrala funktionella system med livslånga förändringar i hjärnans funktion,
• permanenta förändringar i HPAA-känslighet och autonom funktion som är associerade med neuropsykiatriska och beteendestörningar senare i livet, och
• förändringar i GC-receptorfunktion och metylering av GC-receptorgenen (NR3C1) och H19/IGF2-lokuset som de underliggande mekanismerna som länkar samman MP-exponering under graviditet och avkommans kognitiv och beteendemässig funktion senare i livet.

Metoder: Utredarna kommer att genomföra en multicenter, observationell, tvärsnittsstudie på barn och ungdomar i åldrarna 8 till 18 år. Studiedesignen är retrospektiv på grund av etiska överväganden om att avstå från standardbehandlingen för återfall och den långa studietiden på minst 10 år. Efter rekrytering kommer alla deltagare att genomgå samma examinationsprocedurer i ett studiebesök bestående av två dagar. Genom att förlänga studiebesöket till två dagar säkerställer utredarna stressfria undersökningar. I allmänhet sker dag 1 och dag 2 av studiebesöken i direkt följd. Men vid schemaproblem eller om barnen och deras föräldrar bor i närheten och inte vill övernatta, kan det dröja några dagar emellan.

Undersökningssekvensen valdes på ett sådant sätt att blodprovstagning och neuropsykologiska undersökningar framkallar så lite stress som möjligt för deltagarna.

1. Funktionell hjärnutveckling: Utredarna kommer att tillämpa toppmoderna neurokognitiva, beteendemässiga och mentala hälsoåtgärder för att bestämma stadiet för funktionell hjärnutveckling: Allmän kognitiv förmåga (primär endpoint) bestäms med hjälp av tyska åldersanpassade versioner av Reynolds Intellectual Assessment Scales and Screening (RIAS) intelligenstest. Beteende mäts med hjälp av tre externa bedömningsformulär som rutinmässigt används på kliniker och i det vetenskapliga samhället. Den tyska betygsskalan Fremdbeurteilungsbogen für Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörungen (FBB-ADHS) är baserad på ICD-10-kriterierna för ADHD och bedömer ouppmärksamhet, hyperaktivitet och impulsivitet. Checklistan för barnbeteende (CBCL), en etablerad diagnostisk screeningprocedur, mäter psykopatologiska avvikelser hos barn och ungdomar. Styrkor och svårigheter frågeformuläret (SDQ) bedömer barns styrkor och svagheter. Continuous Performance Test (CPT) är ett kliniskt och vetenskapligt etablerat instrument för att upptäcka selektiv uppmärksamhet, vaksamhet och impulsivt beteende med tillräcklig tillförlitlighet och giltighet. Motorisk utveckling bedöms med hjälp av Movement Assessment Battery for Children - Second Edition (M-ABC 2), som möjliggör en tillförlitlig och tidseffektiv bedömning av motoriska koordinativa underskott.
2. Strukturell hjärnutveckling: Stadiet av strukturell hjärnutveckling kommer att kvantifieras baserat på en volymetrisk T1-MRI-standardsekvens med hjälp av markörer som gyrification och kortikal tjocklek samt BrainAge Score, som utvecklades av utredarnas forskargrupp. Utredarna förväntar sig att prenatal MP har en betydande effekt på hjärnans ålder eftersom GC accelererar vävnadsdifferentiering och mognad på bekostnad av vävnadstillväxt.
3. Stresskänslighet och autonom funktion: Den individuella stresskänsligheten inklusive funktionen hos HPAA och det autonoma nervsystemet undersöks med hjälp av Trier Social Stress Test (TSST). Detta är ett etablerat och vanligt förekommande verktyg för barn att generera en reproducerbar psykofysiologisk stressrespons med hjälp av en simulerad undersökningssituation. Den omfattar en viloperiod på 10 minuter och en uppgiftsperiod bestående av fem minuters berättande och huvudräkningsperioder, som genomförs inför en "examenskommitté". Salivprover för mätning av kortisolnivåer och alfa-amylas tas före och under stresstestet för att fastställa HPAA och sympatisk aktivitet i vila och under aktivering. Dessutom utförs kontinuerlig elektrokardiografi (EKG) och EEG-avledningar. Den autonoma aktiviteten bestäms också med hjälp av HRV-analys från det härledda EKG:t baserat på etablerade HRV-standarder samt på innovativa icke-linjära informationsbaserade metoder utvecklade vid avdelningen. Autonom aktivitet som återspeglas i HRV är en känslig markör för störningar i den neuroutvecklingsbanan. Neurofysiologisk aktivering mäts med hjälp av kraftspektrala och olinjära EEG-analystekniker.
4. Mekanism: Utredarna kommer att bestämma GC-receptorkänslighet och epigenetiska förändringar av NR3C1-promotorn och H19/IGF2-lokuset.

Förväntad effekt: Resultaten av denna studie kommer att förbättra klinikernas förmåga att göra en evidensbaserad nytta-riskbedömning avseende fortsättningen av en DMT under graviditeten med hänsyn till dess säkerhet under "verkliga förhållanden" i förhållande till den potentiella långa termisk risk för en akut återfallsbehandling med MP för det ofödda barnets hälsa senare i livet.

Utredarna förväntar sig att resultaten kommer att ge ett ytterligare argument (1) för att fortsätta immunmodulerande återfallsprofylax, t.ex. med interferoner under graviditeten, särskilt i ljuset av deras nyligen erkända relativa säkerhet för barnet, eller (2) att välja en långverkande DMT såsom kladribin som ger varaktigt skydd mot återfall under graviditeten.