CHED - Medfödd ärftlig endoteldystrofi: nytt paradigmskifte i terapi med topiska ögondroppar

Introduktion:

Förlust av endotelceller i hornhinnan är ofta associerad med blindande endotelial hornhinnedystrofier: ses relativt oftare dominant ärftlig (5 %) FECD (Fuchs Endothelial Corneal Dystrophy) och sällsynt recessiv CHED1. Mutationer av SLC4A11, en riklig transportör av lösta ämnen i hornhinnan, orsakar CHED och vissa fall av FECD. SLC4A11 är en unik medlem av SLC4-familjen av bikarbonattransportproteiner lokaliserade vid den basolaterala ytan av hornhinneendotelceller som bidrar till osmotiskt drivet vattenflöde från stroma till kammarvatten för att upprätthålla hornhinnevätskebalans2.

Även om mutationer och förlust av funktionell SLC4A11 rapporteras vara associerad med degeneration och död av endotelceller, är de detaljerade fysiologiska rollerna för SLC4A11 fortfarande okända. Sjuttioåtta olika mutationer, inklusive 42-missense, 9-nonsense, 4-splitsningsställen och 23 insättnings-deletionsmutationer, har spridits över genen som rapporterats i familjer med CHED från indiska populationer3. Aktuella terapeutiska ingrepp Penetrerande keratoplastik, Descemets Stripping Automated Endothelial Keratoplasty (DSAEK) och Descemets Membrane Endothelial Keratoplasty (DMEK) möter problem som brist på donatorhornhinnor, komplexa kirurgiska ingrepp och incidensen av transplantatsvikt i akuta, kroniska faser4 och kroniska faser4.

När de studeras i modellceller är den vanligaste molekylära fenotypen av mutanta membranproteiner mild felveckning. Denna biosyntetiska defekt gör proteinet oförmöget att passera från det endoplasmatiska retikulum (ER) stället för syntes till dess normala cellulära läge. Observera att SLC4A11-lokalisering i hornhinnor hos patienter med endoteldystrofi inte har undersökts; slutsatsen av ER-retention vilar för närvarande på data från cellodlingsmodeller. Att korrigera sådana biosyntetiska defekter är ett attraktivt terapeutiskt tillvägagångssätt för vissa genetiska sjukdomar som påverkar membranproteiner, vilket bäst exemplifieras av effekten av läkemedlet, Lumacaftor, för att rädda cellytan felveckad cystisk fibros transmembrankonduktansregulator (CFTR), proteinprodukten från den cystiska fibros (CF) gen.

Det finns därför ett akut behov av att hitta alternativ terapi, som är pålitlig, enkel och prisvärd. Ett stort intresse har funnits nu om dagen för att välja ett icke-invasivt sätt att modalitet över invasiva. I SLC4A11 mutation hornhinnedystrofier är ett sådant ämne av intresse den hypotetiska rollen av icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel (NSAID) som en medicinsk behandling av hornhinneendoteldystrofier.

De flesta SLC4A11-mutationer leder till biosyntetiska defekter som kännetecknas av ackumulering av proteinet i det endoplasmatiska retikulumet och deras nedbrytning innan de når plasmamembranet. Detta genererade ökade reaktiva syrearter vilket gjorde cellen mer sårbar för oxidativ och mitokondriell skada och mer benägen för apoptotisk död.

En småskalig läkemedelsscreening visade att Glafenine, ett nedlagt NSAID, kunde flytta vissa SLC4A11-mutanter till cellytan, vilket tyder på att andra NSAID också kan ha terapeutisk potential.

Vidare togs det kvarhållna proteinet i det endoplasmatiska retikulumet och effekterna av olika läkemedel på dess uttryck till ytan upp av studier utförda av Alka et al på HEK293-celler som uttrycker CHED- och FECD-mutation. De visade effektiviteten av Diklofenak (Voltaren Ophthalmic) och Nepafenac jämfört med andra NSAID:er för att flytta den endoplasmatiska retikulum-retained missense-mutanten SLC4A11 i 20 av 30 testceller. Vilket visade en potentiell roll för NSAID i dessa tillstånd.

Detta projekt syftar alltså till att screena NSAID-preparat som finns som ögondroppar för deras förmåga att korrigera trafiken av SLC4A11-proteiner på cellytan.

Sedan deras första introduktion inom oftalmologi har användningen av NSAID utökats exponentiellt, från terapeutiska tillämpningar inklusive behandling av smärta och inflammation i samband med oftalmologiska operationer, till förebyggande och behandling av cystoid makulaödem (CME) i samband med kataraktkirurgi, förstärker mydriasis intraoperativt och i flera inflammatoriska oftalmiska sjukdomar, såsom säsongsbunden allergisk konjunktivit, viral konjunktivit, uveit, episklerit och sklerit, såväl som vid retinala och koroidala sjukdomar.

Huvudskälet till detta är att de är- (i) Lätt att hantera (ii) Icke-invasiva, (iii) vältolererade (iv) Tillräckliga ögonläkemedelskoncentrationer, samtidigt som man undviker de systemiska biverkningar som är förknippade med oral administrering.

Icke desto mindre är den okulära läkemedlets biotillgänglighet i de konventionella topikala formuleringarna notoriskt dålig, eftersom endast 1-5 % av läkemedlet applicerat på ytan penetrerar hornhinnan.

Förutom dessa okulära anatomiska och fysiologiska begränsningar, är en annan begränsande faktor som man möter med antiinflammatoriska läkemedel eller immunsuppressiva medel deras dåliga vattenlöslighet.

Prodrug-metoden är ett kemiskt sätt att förbättra läkemedelspermeabiliteten. Den syntetiserade inaktiva prodrogen uppvisar en bättre hornhinnepenetration och en gång in situ metaboliseras den antingen kemiskt och/eller enzymatiskt för att bli aktiv. Det studerades att nepafenak, en amidprodrug av amfenak, tillhörande den farmakologiska NSAID-klassen av arylättiksyra, in vitro visade en nästan sex gånger högre permeationskoefficient än diklofenak.

In vivo passerar nepafenak lätt hornhinne- och retinalvävnader efter topikal okulär administrering.

I detta sammanhang är studien avsedd att utforska den specifika tillämpningen av NSAID-ögondroppar (Nepafenac) som en lovande ny terapeutisk metod för att behandla barn med CHED.

Det finns inga publicerade rapporter om mänskliga prövningar för applicering av NSAID-ögondroppar i fall av medfödd ärftlig endoteldystrofi.

Mål:

För att fastställa den kliniska nyttan av topikala oftalmiska NSAID-preparat för att vända eller fördröja hornhinnans grumlighet hos barn med CHED

Studieområde/miljö: Cornea and Anterior Segment Services, Kallam Anji Reddy campus, L V Prasad, Eye Institute, Hyderabad

Studietid: 2 år: 15 december 2020 - 15 december 2022

Provstorlek: Eftersom det är en ny studie utan andra tidigare verk, kommer populationsstorleken att vara minst 30 ögon

Studiepopulation: Diagnostiserade fall av medfödd ärftlig endoteldystrofi som uppfyller inklusionskriterierna

Studiedesign: Dubbelblind, placebokontrollerad, enkel randomiserad kontrollstudie: En studie med parad ögon

Statistisk metod: Data från denna studie kommer att jämföras med t-test eller χ2-test beroende på om data är parametrisk eller icke-parametrisk till sin natur

Metodik:

Inriktning på SLC4A11-mutation med användning av oftalmiska NSAID-preparat:

Testläkemedlet är Nepafenac ögondroppar 0,1 % w/v. Ges i en dos av 4 droppar som ska instilleras i testögat 1 droppe 4 gånger om dagen (var 4:e timme). Det är på morgonen, eftermiddagen, kvällen och natten. Detta ska fortsätta i 6 månader.

Kontrollläkemedlet är Carboxy-methylcellulosa natriumsmörjmedel ögondroppar 0,5 % w/v i samma dos som testögondroppar men i kontrollögat.

Testögat kommer att väljas av Simple Randomization. För alla fall med ett jämnt serienummer kommer det högra ögat att vara testögat och för de udda fallen kommer det vänstra ögat att vara testögat.

För att säkerställa att patienten och utredarna blir blinda, kommer båda dropparna att dispenseras i identiska flaskor och kommer att ommärkas med bokstaven "R" och "L" som anger vilket öga patienten kommer att använda dem. Detta kommer att göras i förväg med endast en medlem av studien som har listan över drogernas identitet. Samma person kommer också att tillhandahålla det lämpligt märkta läkemedlet till patienterna och kommer inte att vara en del av klinisk utvärdering och analys av patientens data.

För att kontrollera om patienternas efterlevnad kommer att krävas att patienterna skaffar de använda flaskorna vid varje besök och nya kommer att tillhandahållas. Eftersom varje flaska innehåller 5 ml lösning skulle de räcka i 25-30 dagar vardera, vilket kommer att vara vårt uppföljningsschema för patienterna.