​Deel 1:
​
Deel 2:
​​
-
Herstellen van de dystrofine productie
-
Gentherapie - AAV – MINI DYS - Michael Binks, Pfizer​
-
Microdystrofine gentherapie - SGT-001 - Carl Morris, Solid Biosciences
-
• Microdystrofine gentherapie rAAVrh74.MHCK7.micro-dystrophin- Rachel Potter, Sarepta
-
Inleiding
De wereld veranderen doe je samen!
Dit jaar hadden Conny Pelicaen en Gerd Cams de eer om het Duchenne Parent Project Belgium te vertegenwoordigen op zowel de World Duchenne Organisation (WDO) meeting als op het Duchenne congres.
​
Voor hen was het de eerste keer dat ze daar aanwezig konden zijn en het was allemaal erg indrukwekkend, intensief en ontzettend leerzaam. De organisatie was fantastisch en de ontvangst heel hartelijk. Het was duidelijk dat al deze mensen verenigd worden door eenzelfde doel, bezorgdheid en hoop. ​ Het is een familie die elkaar aanmoedigt bij de successen en elkaar steunt doorheen alle moeilijkheden.
​
Enkele uitspraken die in het hoofd bleven echoën:
​
"Het is onze morele plicht om onze kinderen en de kinderen van andere ouders te helpen."
​
"Het wordt duidelijker met de jaren dat het niet om 1 ziekte gaat, maar om minstens 79 verschillende ziektes!"
​
"Ik bedacht, als mijn zoon naast Duchenne ook nog een depressieve moeder heeft, dan heeft hij twee grote problemen!"
​
WDO meeting
Onderzoeksstrategieën (en trials) indelen volgens het mechanisme achter Duchenne
De dag voor het congres begon, was het Duchenne Parent Project Belgium vertegenwoordigd op de World Duchenne Organisation meeting waar er eerst een diepere uitleg gegeven werd over het werkingsmechanisme van Duchenne en hoe de verschillende onderzoeksstrategieën hier op inwerken.
​
Het is erg nuttig om te begrijpen hoe bij Duchenne verschillende mechanismes er elk toe bijdragen dat er spierfunctie verlies is en er littekenweefsel gevormd wordt. Elk van deze mechanisme kan men proberen te beïnvloeden om tot een trager verloop van de ziekte te komen. Zo kan je ook de verschillende onderzoeksstrategieën (en dus experimentele medicijnen) indelen volgens welke stap men probeert te be
​
Vooraleer we de verschillende sessies van het congres bespreken, geven we dus ook deze informatie aan jullie mee, zodat het gemakkelijker wordt om overzicht te krijgen op de verschillende trials en onderzoeken die lopende zijn en verder diepgaander besproken worden.
Prof. Dr. Eugenio Mercuri, Prof. Dr. Nathalie Goemans,
Prof. Dr. Annemieke Aartsma Rus
Het mechanisme dat leidt tot spierschade in DMD:
Zonder dystrofine verliest de spiervezel zijn mogelijkheid om schokken op te vangen en wordt daardoor gevoeliger voor schade. Er ontstaat een chronische schade en de normale herstelmechanismes kunnen dit niet meer bijhouden. Daardoor verliest men spierweefsel en spierfunctie. Hierbij spelen verschillende mechanismen een rol (zie fig 1)
Fig.1
Er zijn dus verschillende mechanismen die geactiveerd worden door het tekort aan dystrofine.
Normaal gezien zal bij een gezonde spier die spierschade oploopt, eerst opruiming moeten gebeuren van de ontstane afvalstoffen via het ontstekingsproces. Zolang de ontsteking (en dus de opruiming) duurt, wordt het herstelmechanisme geblokkeerd. Een beetje alsof je eerst een huis afbreekt en de afvalstukken moet wegruimen vooraleer je er terug een nieuw huis kan op bouwen.
Bij DMD is de ontsteking echter chronisch, omdat de spier zo gevoelig is voor schade. Daardoor wordt het herstelmechanisme voortdurend geblokkeerd en kan de spier niet herstellen. Dit leidt tot fibrose en verlies van spierweefsel en spierfunctie.
De ontsteking leidt eveneens tot oxidatieve stress in de spiervezels.
​
Ook leidt de afwezigheid van dystrofine tot verminderde doorbloeding van de spieren.
​
De membraan van de spiervezelcel vertoont kleine scheurtjes waardoor bepaalde stoffen de cel kunnen in lekken. Zo lekken de calcium-ionen de cel binnen wat leidt tot de dood van de cel. Hierdoor ontstaan er weer afvalstoffen die moeten verwijderd worden en dus het ontstekingsmechanisme activeren dat weer het herstelmechanisme blokkeert en tot fibrose leidt.
​
Mitochondriën zijn de energiecentrales van de cel. Ook deze kunnen beschadigd raken en dit kan zowel tot oxidatieve stress leiden als tot verlies van het spierweefsel.
​
Voor de ontwikkeling van medicijnen zijn er verschillende strategieën die telkens andere onderdelen van deze mechanismes als doel hebben.
Prof. Dr. Annemieke Aartsma Rus
Er zijn verschillende strategieën die zich telkens richten op een ander stuk van het mechanisme in fig 1
1) Het herstellen van de dystrofine productie
2) Het verbeteren van de spierkwaliteit
3) Verbeteren van de doorbloeding (vasodilatatie)
4) Normaliseren van de calciumhuishouding in de cel
5) Ontsteking tegengaan
6) Antioxidanten en medicijnen om de werking van de mitochondriën te verbeteren
7) Fibrose tegen gaan en het herstelmechanisme van de cel herstellen.
​
OVERZICHT VAN DE LOPENDE STRATEGIËN:
1. Het herstellen van de dystrofine productie
STAMCEL THERAPIE
Er zijn verschillende problemen die deze benadering in de weg staan.
Ofwel werk je met gezonde donorstamcellen, maar dan is er een groot probleem met immuniteit ofwel werk je met de stamcellen van de patiënt zelf, maar dan moeten deze eerst aangepast worden tot gezonde stamcellen met gentherapie.
Omdat spieren een heel groot percentage van het lichaam beslaan, moeten er zeer hoge dosissen stamcellen kunnen toegevoerd worden die via de bloedbaan opgenomen moeten kunnen worden in de spiercellen.
Naast het feit dat dit moeilijk te bereiken hoeveelheden zijn, is er dan ook meer veiligheidsrisico.
De weinige cellen die dan effectief aankomen in de spieren, komen aan in door de ziekte ontstoken spieren.
Hierdoor krijgen ze niet het signaal om zich om te zetten tot spiercellen, maar het ontstekingsmechanisme stuurt signalen uit waardoor deze cellen afsterven.
Op dit moment staat stamceltherapie voor Duchenne dus nog ver verwijderd van een veilige, werkende behandeling.
Opgepast: het wordt in sommige landen als therapie aangeboden door privé hospitalen. Er is geen enkele reden om aan te nemen dat deze behandelingen werken en men moet hier riante sommen geld voor neerleggen. Dit zijn dus dubieuze praktijken.
GEN ADDITIE THERAPIE
Hierbij wordt een gen via een virus (AAV) toegevoegd (trials Sarepta, Pfizer en Solid Biosciences)
Men werkt met een kortere vorm van het dystrofine (micro- of mini-dystrofine) omdat het volledige dystrofinegen niet in het virus past.
Voordeel: toepasbaar voor alle mutaties!
​
Uitdagingen die men moet overwinnen:
â—‹ Productie van genoeg virus: momenteel heeft men enkele maanden nodig om 1 dosis te maken.
â—‹ Veiligheid op korte termijn lijkt in orde, maar op lange termijn?
â—‹ Hoe lang blijft het micro-dystrofine gen aanwezig in de spieren? Men weet dat dit na verloop van tijd verdwijnt.
â—‹ Immuniteit tegen AAV (sommige mensen zijn reeds immuun vooraf en men wordt ook immuun na 1 behandeling, kan dus nog niet herhaald worden.)
GENETISCHE THERAPIEËN: STOPCODON (Ataluren/Translarna)
-
Translarna werkt alleen voor DMD patiënten die door een fout in het DNA een vroegtijdig stopcodon hebben, waardoor het eiwit halverwege stopt en dus zijn functie niet kan uitvoeren.
​​
-
Translarna is goedgekeurd door Europa maar nog niet door alle landen. In België is het niet verkrijgbaar momenteel. Dit komt omdat bij goedkeuring door Europa, ze er nog niet in geslaagd waren aan te tonen dat het klinisch effect had (effect op functioneren van de patiënt). De reden hiervoor is wellicht omdat ze in hun trial veel te brede selectiecriteria hadden en daardoor effecten onzichtbaar werden omdat er te grote verschillen zaten in de groep die getest werd (bv kinderen die nog in de plateau fase zaten en die nog niet achteruit gingen zaten in dezelfde testgroep als kinderen die bijna hun ambulantie verloren hadden.)
-
Ondertussen heeft men de gegevens herbekeken en blijkt dat binnen bepaalde subgroepen er wel veel meer effect te zien is. Resultaten zie verder.
GENETISCHE THERAPIEËN: EXON-SKIPPING (bv: Eteplirsen = exon 51 skipping en andere)
-
Hierbij werkt men eigenlijk niet ter hoogte van het DNA maar ter hoogte van waar het RNA omgezet wordt naar eiwit (de eiwittransscriptie). Door een stukje van het RNA af te dekken, wordt het leesraam hersteld en krijg je een korter en hopelijk functioneel dystrofine variant eiwit.
-
Dit is afhankelijk van de soort mutatie, want afhankelijk van waar de fout (mutatie) zit, moet je een ander stukje RNA afdekken. Je hebt dus verschillende therapeutische stoffen nodig voor elke mutatie. Deze moeten dus ook allemaal apart getest worden in trials want het gaat om verschillende chemische stoffen. Bovendien zal ook het gevormde dystrofine variant eiwit verschillend zijn en dus kunnen er verschillen zijn in functionaliteit en efficiëntie.
-
Op dit moment is een exon-skipping 51 genaamd Eteplirsen van Sarepta goedgekeurd in Amerika maar niet in Europa. Deze goedkeuring was echter zeer controversieel omdat er op dat moment geen bewijs was dat er klinisch ook effect was (men zag enkel een kleine verhoging in de hoeveelheid dystrofine, maar geen verbetering in het functioneren van de patiënten). Daardoor is dit in de meeste gevallen in Amerika ook niet terugbetaald en het is onmogelijk dit zelf te betalen door de enorm hoge kostprijs)
-
Uit wat later volgt als we dieper op de exon-skipping trials ingaan tijdens het vervolg van het congres, blijkt echter dat de exon-skipping behandelingen pas na veel langere tijd (pas na 2 jaar) hun effect beginnen te tonen. De trials hebben echter meestal slechts een verloop van 1 of 2 jaar. Data voor langere tijden is dus nodig.
-
Ook voor exon 45 en 53 lopen momenteel klinische trials
-
Er is ondertussen ook een tweede generatie exon-skipping producten (PPMO) op komst die getest gaan worden in klinische trials, waarvan men verwacht dat ze beter opgenomen gaan worden en dus efficiënter gaan zijn dan de eerste generatie exon-skipping producten (PMO).
Voor resultaten --> zie verder
GENOOM EDITING: ( bv met CRISPR-CAS9)
-
Dezelfde uitdagingen als bij gen additie therapie, maar met een lagere efficiëntie en hogere risico's.
UPREGULATIE VAN UTROFINE
-
Utrofine is een eiwit met analoge werking als dystrofine, maar het kan nooit de werking van dystrofine volledig overnemen.
-
Met chemische stoffen kan je ervoor zorgen dat er meer utrofine aangemaakt wordt. Bij mensen worden deze stoffen echter moeilijk opgenomen en tot nu toe was er in trials geen effect te zien. Men moet hier eerst werken aan beter opneembare en efficiënte chemische stoffen.
2. Het verbeteren van de spierkwaliteit​
MYOSTATINE INHIBITIE (afremmen)
-
Het idee is dat myostatine de spiergroei stopt. Dus als je myostatine kan afremmen zou je een grotere spiergroei kunnen krijgen en dus meer spieren.
-
Bij de gezonde vrijwilligers van de veiligheidsstudie werd inderdaad verhoogde spiergroei opgemerkt.
-
Er waren echter geen significante verandering in functie bij de DMD jongens. Bij personen met een spierziekte is er reeds op natuurlijke wijze minder myostine, mogelijk valt er dus niets extra te inhiberen (af te remmen) en werkt dit enkel bij gezonde spieren. Mogelijk zou dit dus eerder later een interessante extra behandeling zijn, zodra men zover is dat er gezonde spieren in DMD jongens kunnen gevormd worden.
-
Mogelijke strategiën:
-
Anti-myostatin antilichamen (zie verder resultaten voor Domagrozumab Pfizer (stopgezet) en RG6206 - Roche
-
Follistatin gen therapie (antagonist van myostatine)
-
IGF1 (soort groeihormoon bij kinderen)
-
Tamoxifen (al bestaand borstkanker medicijn)
5. Ontsteking tegengaan
• Corticosteroids ( prednisone en deflazacort, enige middelen die op lange termijn bewezen hebben de ziekte te significant te vertragen en nu op de markt zijn.)
• Vamoralone Doel: een alternatief met grotere effectiviteit en minder bijwerkingen dan de cortisonen --> resultaten zie verder
• EDASALONEXENT = Anti-NFkB Doel: een alternatief met grotere effectiviteit en minder bijwerkingen dan de cortisonen --> resultaten zie verder
• Cyclosporin --> TRIAL NEGATIEF​
• Isofen (?)
6. Anti-oxidanten en verbetering van de werking van de mitochondriën
​​
-
Idebenone (raxone) --> resultaten zie verder
-
Halofuginone --> TRIAL NEGATIEF​
-
Green tea extract (hier werkt men blijkbaar al jaren aan maar geen resultaten bekend, dus weinig ho)
-
FG3019 (anti-CTGF)
-
Epicatechin
-
Pentoxifylin --> TRIAL NEGATIEF​
7.Fibrose tegen gaan en het herstelmechanisme van de cel herstellen.
-
Givinostat
Givinostat, ontwikkeld door het Italiaanse bedrijf Italfarmaco, is een zogenaamde histon deacetylase (HDAC) remmer. HDAC's zijn enzymen die gen-activiteit voorkomen door de driedimensionale vouwing van DNA in de cel te veranderen. Werkt op het herstel systeem. Waardoor er minder vet en litteken weefsels ontstaat.
1. Herstellen van de dystrofine productie
1.GENTHERAPIE
• Gentherapie - AAV – MINI DYS - Michael Binks, Pfizer
Op 22 maart 2018 werd de eerste patiënt behandeld met een eenmalig infuus dat het AAV9 virus bevatte dat het mini-dystrofine gen in de cellen van de Patiënt moet afleveren.
​
Hindernissen waar ze rekening mee houden:
​
Er zal zeker een lange studie nodig zijn om te kijken hoe lang het voordeel van deze techniek behouden blijft. Het mini-dystrofine verdwijnt langzaam uit de spieren omdat het niet goed doordringt in de stamcellen. Naarmate de spiercellen afsterven, vermindert dus de aanwezige hoeveelheid dystrofine. Langste tijd dat het behouden werd bij honden was 13 jaar.
​
Bij het AAV virus kunnen we een vrij grote dosis toedienen op een vrij veilige manier. Weinig immuunreactie.
Target weefsel : 40 % spieren: hoge dosis nodig
Men is ook bezorgd dat introduceren van een dystrofine eiwit bij iemand die dit nooit gehad heeft kan leiden tot een immuunrespons op het dystrofine-eiwit zelf: vandaar selectiecriteria momenteel.
​
6 patiënten hebben de dosis gekregen op dit moment en stellen het goed. (februari 2019)
3 op 11 patiënten voldeden niet aan de selectiecriteria: (dat kan te maken hebben met vooraf bestaande immuniteit, maar ook met andere selectiecriteria, dus bij jonge patiënten is de vooraf bestaande immuniteit laag)
Ze gaan later op het jaar resultaten uitbrengen. Er werden nu nog geen resultaten op mensen getoond.
​
​
• Microdystrofine gentherapie - SGT-001 - Carl Morris, Solid Biosciences
Recent verscheen een artikel waaruit bleek dat de resultaten initieel tegenvielen. Ze hebben echter uit veiligheidsoverwegingen vrij lage dosissen gebruikt vergeleken met de Sarepta. Ze hadden echter altijd al een dosis-escalatie studie gepland en gaan hier dus nu mee door.
De productie van het virus om voldoende te hebben voor een hoge dosis is tijdrovend en problematisch momenteel
Ze gebruiken hetzelfde virus AAV9 als Pfizer omdat ze denken dat dit virus het best is om door te dringen in spieren.
5 structurele domeinen zitten in hun microdystrofine. Het is uiteraard erg belangrijk dat dit microdystrofine een goede functionaliteit kan behouden, ondanks de ingekorte vorm ten opzichte van natuurlijk dystrofine.
​
Ook niet ambulante kinderen zitten in een aparte groep in de studie
Vandaag 6 kinderen in de studie, 3 hebben de dosis gekregen de andere 3 zitten in de controle groep
Het dystrofine wordt wel geproduceerd en is stabiel, maar er is bij deze lage dosis nog te weinig van.
Ze hebben ondertussen hun productie van het virus zover dat ze zonder vertraging de dosis-escalatie kunnen doen.
• Microdystrofine gentherapie rAAVrh74.MHCK7.micro-dystrophin- Rachel Potter, Sarepta
https://www.duchennegenetherapy.com/
​
3 belangrijke zaken:
​
Het gebruikte virus:
Het gebruikte virus AAVrh74 heeft relatief lage vooraf bestaande immuniteitspercentages , waardoor men hoopt dit voor meer patiënten te kunnen gebruiken.En een lage immuunrespons waardoor hogere dosissen mogelijk zijn.
​
De gebruikte promotor:
De promotor controleert de expressie (het activeren) van het therapeutische transgen en veel promotors hebben specificiteit voor bepaalde weefsels. Het gebruik van een weefselspecifieke promotor kan zorgen dat de activatie van het gen in niet-doelweefsels beperkt is en een persistente expressie van het transgen mogelijk maken waar het nodig is.
​
Cardiomyopathie is de belangrijkste oorzaak van vroegtijdige sterfte bij patiënten met DMD. De spierspecifieke MHCK7 promotor is ontworpen om skelet- en hartspierweefsel aan te pakken. Het bevat een element om de expressie in de hartspier te verbeteren. In preklinische modellen heeft MHCK7 bijna 100% cardiale weefseltransductie aangetoond.
​
Het ontworpen ingekorte dystrofinegen (= transgen):
De term "transgen" verwijst naar het gen dat wordt overgedragen. Het dystrofine gen is een van de grootste in het menselijk lichaam met een grootte van 2,4 megabases en een eiwitcodeergebied van ongeveer 11,5 kilobases. Het zou onmogelijk zijn om een volledig dystrofine gen in de vector te plaatsen, ideaal voor de levering ervan, aangezien AAV slechts ongeveer 5 kilobasen DNA kan dragen.
Na een decennium van intensief experimenteren waren de onderzoekers van Nationwide Children's in staat om het dystrofine gen te demonteren en een versie samen te stellen die alleen bestaat uit geselecteerde regio's die geoptimaliseerd zijn voor eiwitfunctionaliteit.
​
Resultaten:
​
CK levels zijn in een tijd van 3 maanden tot een jaar na de behandeling gedaald met 70% en die ook behouden is in het verloop van de trial tot nu toe.
​
Robuuste expressie van dystrofine in de cel en op de juiste plaats aan de celmembraan. Zie fig. hieronder
​
De deelnemende jongens lijken het ook klinisch beter te doen dan verwacht wordt van gewone DMD jongens.
​
Het veiligheidsprofiel tot nu toe is ook zeer gunstig.
​
Fase 1 is afgerond en in December 2018 is men begonnen met fase 2 waarbij men 24 jongens in de studie gaat betrekken. Zie onderste figuur.
