Genveranderingen en klinische bevindingen

Klinische Bevindingen in het middelpunt van de belangstelling op Jaarlijkse Meeting van Neurologen

Roberta Friedman, Ph.D., Informatiecoördinator van de Onderzoeksafdeling

Op de recente bijeenkomst van de American Academy of Neurology in Boston presenteerden onderzoekers belangrijke vorderingen naar ALS behandeling toe. Vooruitgang wordt geboekt naar nieuwe genassociaties die therapeutische doelwitten zullen bezorgen. Resultaten van klinische testen, die ook besproken werden op de bijeenkomst, zullen nieuwe strategieën bieden die toelaten toekomstige onderzoeken op patiënten met een overweldigend aantal kandidaten in de pijplijn te stroomlijnen.

Robert Brown, M.D., D.Phil., van het Harvard en Massachusetts General Hospital beschreef de hoofdlijnen waarbij hij de progressie in ALS-onderzoek toelichtte, vooral dan wat betreft de genetica van de aandoening. Volgens een artikel dat zijn groep nu zal publiceren werden al meer dan 135 mutaties van het SOD1 proteïne geïdentificeerd bij ALS patiënten. De gegevens van zijn team die op de bijeenkomst werden bekendgemaakt versterken een mogelijke rol van de paraoxonase enzymen (PON) die helpen te beschermen tegen toxines en die veronderstelde omgevingsgebonden risicofactoren voor de aandoening zouden kunnen verklaren.

Recente experimenten onthullen dat mutante SOD1 wordt uitgescheiden door cellen van het zenuwstelsel, maar normale SOD1 blijft in de cel. Mutante SOD1 kan inwerken op glia, steuncellen van het zenuwstelsel. Brown bediscussieerde de evidentie van het hebben van een toxische rol van glia doch stelde in vraag of geactiveerde glia in feite wel goed werk leveren, en bracht zijn argumenten naar voor. Verdere discussies op de bijeenkomst spitsten zich toe op de rol van glia.

Brown gaf hoop aan ALS-patiënten toen hij zei dat veelbelovende medicatietesten ter behandeling worden gepland of lopende zijn. Een nieuwe benadering, de gen tot zwijgen brengende aanpak die antisense wordt genoemd, zou al in 2008 klinisch getest kunnen worden. Ondertussen tonen onderzoekers dat vaccinatie met SOD1 het leven in diermodellen met ALS kan verlengen. “Inzichten leveren therapeutische vooruitgang op”, zei Brown, “nog tijdens onze carrière zullen we belangrijke behandelingen zien die de aandoening vertragen”.

Details van Nieuwe Hints over Genassociaties met ALS

De groep van Brown presenteerde een poster met gegevens die een verband aantoonden tussen de paraoxonase genen met ALS. Deze genen hebben varianten die frequenter verschijnen bij ALS patiënten, maar wat die functioneel dan wel teweegbrengen is nog niet bekend.

Het gen voor het proteïne progranuline kan gewijzigd zijn in sommige gevallen van frontotemporale lobaire degeneratie en zou blijkbaar een regulator kunnen zijn van de progressie van ALS-symptomen. Progranuline is verhoogd in microglia en stimuleert de productie van het helperproteine, vasculaire endotheliale groei factor (VEGF). Een Belgische studie voorgesteld door onderzoekers die werken met Christine Van Broeckhoven, Ph.D, Universiteit van Antwerpen in België, suggereerde dat progranulinegenwijziging een rol zou kunnen spelen in de zo variabele natuur van de aandoening ALS, en dat dat een therapeutisch doelwit zou kunnen vormen indien bevestigd.

Simon Cronin die samenwerkt met Orla Hardiman, M.D., aan het Beaumont Hospital van Dublin, beschreef vijf varianten van het angiogeninegen die tesamen optreden bij ALS-patiënten (een andere gevonden genvariant was voor inhibine beta A, een groeifactor). David Wu, M.D., Ph.D., die samenwerkt met Guo-fu Hu, Ph.D., aan Harvard, vond vier ALS patiënten die een angiogenine mutatie vertoonden. Die mutaties produceren een vermindering in DNA-translatie als zij worden geïntroduceerd bij cellen die groeien in het labo.

Een link tussen SOD1 mutaties en VEGF werd voorgesteld door Peter King, M.D., en medewerkers aan de universiteit van Alabama, Birmingham, die vond dat het plaatsen van het SOD1 mutante gen in glia (een glioma U251 cellijn) de produktie van VEGF stillegde. Pamela Shax, M.D., universiteit van Sheffield, U.K., en collega’s voerden een genanalyse uit van een VEGF mutante muis die motorneuron symptomen ontwikkelt. Genen betrokken bij het energiemetabolisme, cholesterol metabolisme en DNA vertaalinstructies vertoonden veranderingen nog voor aanvang van de symptomen, bij de aanvang, en in latere stadia.

Epidemiologische bevindingen die gemeld werden op de bijeenkomst geven een perspectief van de aandoening en haar mogelijke genetische interacties met blootstellingen tijdens het leven. Werkend met een Ierse patiëntengegevensbank rapporteerde de groep van Orla Hardiman een verhoogd voorkomen van andere neurodegeneratieve aandoeningen bij verwanten. De Europese ALS patiënten gegevensbank vertoonde geen toegenomen incidentie van ALS tijdens recente jaren, zoals sommige andere studies suggereerden. De EURALS gegevens komen tot een voorkomensfrequentie van de aandoening van ongeveer 2,2 gevallen per honderdduizend mensen.

Glia: Helpers of Schadelijk bij ALS?

Stanley Appel, M.D., en collega’s van het Methodist Hospital in Houston, toonden dat een receptor op glia mutant SOD1 kan binden. Een antilichaam tegen die receptor (CD14) onderdrukte het loslaten van ontstekingsmediatoren van de glia en zou een nieuwe weg naar therapeutica kunnen bieden. Zowel ALS patiënten als SOD1 mutante muizen hebben verhoogd mRNA voor die receptor.

Onderzoekers die werken met Wim Robberecht, M.D., Ph.D., van de Vlaamse universiteit in Leuven, rapporteerden eerder al een verhoging van de p38 mitogeen geactiveerde kinase, (MAK) en een inhibitor ervan helpt de overleving van motorneuronen in cultuur (de inhibitor kreeg de naam SB203580). Deze celsignaalversterkingsmolecule zit zowel in glia als in motorneuronen. In een gesprek volgend op de voorstelling van de Essey award beschreef Christopher Henderson de bevindingen van zijn team die eveneens p38 MAK in verband brengen met een proces van celdood dat salpeteroxyde betrekt en dat specifiek is voor motorneuronen.

Een studie van gliale cellen door Shaw’s groep toonde dat 59 van 61 genen worden onderdrukt door de aanwezigheid van SOD1. De genen zijn betrokken bij motiliteit en adhesie. Zo zouden in een vroeg stadium de gliale cellen eventueel hun werk niet doen als de mutatie daar is. Als gliale cellen apoptotische cellen verwijderen, worden ze verondersteld ontstekingsremmende signalen te produceren. Activiteitstesten tonen dat ze traag zijn. Shaw’s groep vergeleek ook glia met en zonder mutant SOD1 tijdens hun groei in het labo. De mutante glia waren meer reactief doch hun adherentievermogen aan andere cellen was verminderd.

John Weiss, M.D., Ph.D., aan de universiteit van California, Irvine, stelde een model voor om aan te tonen dat gliale cellen, genoemd astrocyten, zouden kunnen tussenkomen bij sommige schadelijke aspecten in ALS. Wanneer de astrocyten overweldigd worden stapelen reactieve moleculen zich op, de glutamaat overbrenger raakt verloren, en de glutamaatniveau’s stijgen vlakbij de motorneuronen. Een selectieve blokker van een particuliere calciumheropname glutamaat receptor gelocaliseerd op astrocyten, gegeven voor een maand, blijkt glutamaatopname in stand te houden en spaart de motorneuronen in SOD1 mutante muizen.

Resultaten van Klinische Testen

In een fase II veiligheids- en dosisverhogende studie blijkt natriumfenylbutyraat veilig en goed verdragen te worden. Merit Cudkowicz, M.D., van het Massachusetts General Hospital en zijn medewerkers rapporteerden de bevindingen bij 40 patiënten die deze histone deacetylase (HDAC) inibitor namen, die ook wordt gelinkt aan Huntington’s aandoening. De vergelijking gebeurde met een placebogroep van de test met Celecoxib in ALS. De meeste (80%) betrokken ALS patiënten voleindigden de studie. Een betekenisvolle marker, Histoneacetylatie, was bij aanvang verlaagd en het geneesmiddel verhoogde dit maar niet tot terug normale niveau’s, en evenmin verhoogden hogere doses dit verder. Dit geneesmiddel werd goedgekeurd voor een zeldzame kinderziekte maar zou aanvullende toxiciteitstesten vergen bij dieren opdat de FDA een fase III test in ALS zou toestaan.

Paul Gordon, M.D., aan de Columbia universiteit, werkend met Robert Miller, M.D., en collega’s in de Western ALS Study Group, presenteerden een fase III studie van Minocycline die een nadelig effect toonde in de eerste resultaten bij de ALS functionele inschattingsraming (ALS functional rating scale, ALSFRS). Het betrof een statistisch significant verschil waarbij de behandelde patiënten een 24% snellere achteruitgang vertoonden bij deze zelfgerapporteerde inschatting van de activiteiten van het dagelijkse leven. Niet statistisch significant, maar gepaard gaand aan deze achteruitgang, werd een 15% sneller verlies van ademhalingsmogelijkheid gemeten via de geforceerde vitale capaciteit (forced vital capacity, FVC, een ademhalingsmeting) en 14% meer versneld verlies van kracht bij manuele spiertesting. Er verscheen geen verschil in overlevingstijd of in de noodzaak over te gaan tot tracheotomie of tot extensieve niet-invasieve beademingshulp.

Met de behandeling was er een verhoogde melding van duizeligheid, diarree en hoofdpijn. Gewichtsverlies was niet versneld bij de behandelde patiënten. Minocycline verslechterd de zelfgerapporteerde functie bij ALS, volgens de ALSFRS, maar overleving en andere maten voor levenskwaliteit waren niet significant verschillend, zei Gordon, noterende dat de bevindingen een beetje voorzichtigheid suggeren bij het voorschrijven van open label (waarbij zowel patiënt als onderzoeker weten welke medicatie wordt gegeven) medicatie.

Antisense op Weg naar een Klinische Test

De antisense aanpak om de productie van mutante SOD1 proteïne uit te schakelen bij familiale ALS zit in het stadium van veiligheidstesten bij primaten. Geen problemen werden vastgesteld. De vereiste ratten-toxiciteit testen worden gefinancierd en zullen spoedig starten. Fase I veiligheidstesten op mensen zouden dan starten in 2008.

Timothy Miller, M.D., PH.D., universiteit van Colifornia, San Diego, rapporteerde op de bijeenkomst dat de antisense behandeling bij de SOD1-mutante rat de productie van mutante proteïne met 30-40% reduceerde. Dat volstaat om de overlevingsduur bij deze behandelde dieren te verlengen met 30%, alhoewel het de aanvang van de aandoening niet beïnvloedt.

Mogelijke Biomarkers

Op de bijeenkomst waren een set bevindingen gerelateerd aan het zoeken naar biomarkers, indicatoren die zouden toelaten bloed of andere lichaamsvochten te testen om vroegtijdige tekens van ALS te detecteren en ook om klinische testen van potentiële behandelingen te stroomlijnen.

Het vermogen van een molecule genaamd Nogo A om te dienen als ziektemarker in spieren werd onderzocht door onderzoekers die werken met Jean Philippe Loeffler, Ph.D., Louis Pasteur universiteit te Straatsburg in Frankrijk. In een prospectieve studie toonden 87 percent van 23 ALS patiënten, die gevolgd werden tot bij autopsie, de marker, zoals ook 100% van ALS-FTLD patiënten (FTLD = Frontotemporale lobaire degeneratie), 60% van de FTLD patiënten en 12% patiënten met andere neuromusculaire aandoeningen. Het proteïne werd niet gedetecteerd in spieren van gezonde controlesubjecten. Zij zullen uitzien naar gegevens over progressie bij individuele patiënten en verder bij andere neurologische aandoeningen om te zien of Nogo A in staat is te differentiëren tussen specifiek ALS en andere aandoeningen.

Japanese onderzoekers rapporteerden een correlatie tussen het niveau van bepaalde immuunmodulatoren en klinische scores op de ALS functionele rating scale. Hun bevindingen suggereren een mogelijke biomarker rol voor bepaalde van die immuunsysteemproteïnes, zoals gerapporteerd door Jun-ichi Kira, M.D., Ph.D., en collega’s aan de Kyushu universiteit in Fukuoka, Japan.

Patricia Anders, M.S., P.T., werkend met Cudkowicz, ontwikkelt de prototype spierkrachttestings-opstelling gefinancieerd door TREAT ALS (Translational Research Advancing Therapy for ALS) die een manier zou moeten verschaffen om klinische tests te stroomlijnen. Andere posters over biomarkers toonden dat de resterende innervatie van de deltoidspier in bepaalde mate correleert met de uitgebreidheid van innervatie van het diafragma (83% sensitiviteit, 61% specificiteit) en dat de zogenoemde ‘timed get up and go” test (meet de tijd nodig om een reeks van functioneel belangrijke taken te volbrengen) een bruikbare en gemakkelijk bereikbare maatstaf zou kunnen zijn voor klinische tests op ALS. De test voorspelt vallen, in tegenstelling tot een vrij algemeen gebruikte inschattingsschaal, ALSFRS-R, en manuele spiertesting.

Terry Heiman-Patterson, M.D., en collega’s aan de Drexel universiteit van Philadelphia, toonden aan dat patiënten met ademhalingsinsufficiëntie vet verbruiken in plaats van koolhydraten, omdat het vetmetabolisme minder CO2 produceert en de ademhaling minder belast. ALS patiënten gebruiken ook minder proteïne in hun metabolisme. De veranderingen in metabolisme correleren met de ALS functional rating scale. Deze bevindingen kunnen richting geven aan hoe voeding bij ALS moet aangepakt worden.

Voor details over posters en presentaties vernoemd in deze samenvatting, zie AAN Meeting 2007: ALS Advances at a Glance.

Bron: www.alsa.org

Vertaling: Hendrik Clara