Landelijke VKS cystinose familiedag 14 September 2014 Rhenen
Laatste medische ontwikkelingen in cystinosis Elena Levtchenko Universitaire Ziekenhuizen Leuven, België
Overzicht presentatie • Onderzoek van urine niercellen in cystinose • Nieuwe medicaties in Europa: – Procysbi – Cystaran
• Hematopietische stamceltransplantatie
Renale dysfunctie bij cystinosise
Fanconi syndrome
• proximale tubulus dysfunctie (Fanconi syndroom) • eind stadium nierziekte (ESRD)
• eiwit verlies
Eiwit verlies bij cystinose - Grams per 24 uur - Laag (LMW), intermediair (IMW), hoog moleculair gewicht (HMW) eiwitten
IMW eiwitten (40-100 kDa)
LMW eiwitten (<40 kDa)
IgG (150 kDa) 0.14 – 0.37 mg/mg creatinine (ref < 0.09) Wilmer MJ et al. 2008
Nierfilter schade bij cystinose
Enalapril treatment of cystinosis patients albumin (mg per 24 hrs)
3000
P<0.05 2000
1000
0 before
3 months
Levtchenko et al. 2003
Vergoogd urinair verlies van nierfiltercellen (podocyten) als teken van nierfilterziekte
Podocyten in urine sediment
Doel van de studie
Urinair verlies van podocyten bij cystinose te onderzoeken
Methode 1. Evaluatie van urinair verlies van podocyten: •
Urine van gezonde controles (n = 9; leeftijd 4 – 16 jaar) en cystinose patienten (n = 14; leeftijd 1 – 22 jaar) Kwantificatie van podocyten in urine
2. In vitro studie van cystinose podocyten: •
Meten intracellulair cystine
•
Wound-healing assay
•
Cytoskelet analyse
Resultaten
Verhoogd urinair verlies van podocyten bij cystinose Podocyte markers (qPCR)
House keeping gene (qPCR)
p<0,005 p<0,05
p<0,05
Protein g/g creatinine
No correlation between proteinuria and podocyturia (Synaptopodin expression) 1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0 1
10
100
1000
N of cells/g creatinine
10000
Podocyten in urine sediment Healthy donor Synaptopodin
Podocalyxin
Cystinosis patient DNA
DNA
ciPodocyten •
Expressie van specifieke markers:
-
Podocinz Nephrinz CD2AP Synaptopodinz
Cystine accumulatie in cystinose ciPodocytes
30
Cystine / mg prot
25 20 15 10 5
Afwijkend cytoskelet in cystinose ciPodocyten
0 1
Cystinosis
Control Actin
Alpha-actinin 4
2
3
4
5
Verhoogde cel bewegelijkheid
Contro l
Cystinosis
70 60 50 40 30 20 10 0 1
Control
Cystinosis
Conclusies Cystinosis
Cystinosis
• Wij tonen podocyten schade bij cystinose: verhoogd verlies in urine cystinose ciPodocytes: -afwijkend cystoskelet - verhoogde cel bewegelijkheid • Wij stellen voor “two-hit” hypothese van nierziekte bij cystinosis: proximale tubulus ziekte
podocyten ziekte
• Verder onderzoek: Behandeling van nierfilterziekte Begrijpen van mechanisme
Dank aan jullie allemaal! Renal Research Laboratory Milan, Italy
Maria Pia Rastaldi Laura Giardino Ekaterina Ivanova Best oral presentation award
Bambino Gesù Children hospital Rome, Italy Francesco Emma Anna Taranta Anna Pastore
Nieuwe cysteamine preparaten
Principe van langwerkende cysteamine
ECCystagon
Cystagon
Oplosbaar in de maag
60
min
Slow release
Oplosbaar in de darm
120
min
min
Langwerkend cysteamine preparaat • R. Dohil, San Diego • 7 kinderen (8-17 jaar oud) – Cystagon (x4 per dag) versus EC-Cystagon (lang-werkend preparaat) (x2 per dag) – Gemiddelde WBC cystine verminderd van 0.7+0.3 naar 0.4+0.2 nmol/mg eiwit tijdens 1 maand – Klachten: braken, lethargie, buikpijn, slechte adem (4/7 patiënten), na vermindering van dosis verdwijnen van klachten bij ¾ patiënten
Lange-termijn resultaten met EC-Cystagon (10-27 maanden)
Principe van langwerkende drug
ECCystagon
Cystagon
Oplosbaar in de maag
60
min
Slow release
Oplosbaar in de darm
120
min
min
Raptor trial (RP103) • Vergelijking Cystagon versus RP103 (slow-release drug) • Inclusie: – Kinderen > 6 jaar of > 21 kg – WBC cystine < 2 nmol ½ cystine/mg eiwit – Geen nierTx – Stabiele nierfunctie • Exclusie: – nierTx – Hart, darm, lever ziekten, anemie, zwangerschap
RP103 is ontwikkeld om therapietrouw te verbeteren • Het doel: elke 12 uur toediening schema – Niet onderbroken nachtrust – Geen inname op school
• Andere mogelijke positieve effecten – Vermindering van totale cysteamine dagdosis – Vermindering van maagklachten
Fase 3 gerandomiseerde ‘crossover’ studie RP103 Dosis aanpassing
RP103 3 tests/ 3 dagen
Dosis aanpassing
3 tests/ 3 dagen
Cystagon 3 tests/ 3 dagen
2 week Run-in
N = 41 WBC (<1 or 1<2)
DR Cysteamine
Randomizatie
Extensie Studie Cystagon
Cystagon 3 weken
3 tests/ 3 dagen
3 weken
3 tests/ 3 dagen
Primair eindpunt: witte bloedcellen cystinewaarde
Resultaten • 43 patiënten in 8 VS en EU centra (4 in Nijmegen (Dr. M. Cornelissen); bij 41: studie afgerond Zone van Non-Inferiority
0 Superior (beter)
0.3
A
WBC cystine nmol ½ cystine/mg eiwit
B Non-inferiority (gelijk)
-0.00
RP103
.16
Behandeling effect One-sided p=0.02104 95.8% CI)
C CI=95.8%
Cystagon®
0.62 ± 0.05
0.54 ± 0.05
0.08 ± 0.04 ; [0.00 ; 0.16]
D
Inferiority (slechter) Niet genoeg “power” (patiënten)
.08
RP103
E F
* Adapted from Cook, and Demets (2008) Intro to Stat. Methods for Clinical Trials, pp. 102, Chapman and Hall
Vergelijkbare cystinewaardes zijn bekomen met lagere RP103 dosis • Initiële RP103 dosis: 70% van “run-in” Cystagon dosis • Eenmalige RP103 dosis aanpassing op basis van WBC cystine • 33% patiënten konden initiële lagere dosis van RP103 behouden • Bij 67% patiënten moest de dosis van RP103 opgehoogd worden • Gemiddelde dagdosis van RP103 was 18% lager dan oorspronkelijke dosis van Cystagon
WBC Cystine (nmol ½ cystine/mg eiwit)
Cysteamine concentratie (mg/L)
RP103 houdt WBC cystine laag gedurende 12 uur
Tijd (min)
Minder maagbescherming is nodig bij patiënten onder RP103
Aantal tabl / Aantal patiënten
Cystagon
RP103
Periode 1
233 / 11
51 / 2 *
Periode 2
220 / 7 *
7/3
Totaal
453 / 18
58 / 5
RP107 studie • Doel: lange termijn gevolgen van RP103/7 bestuderen • Duur van de studie: 2 jaar • Wie mag deel nemen: – Cystinose patiënten voor en na niertransplantatie – Cystinose patiënten met goede en matige metabole controle – Kinderen vanaf de leeftijd van 6 jaar en volwassen (kunnen capsules slikken)
Studie protocol • Controles: – maandelijks gedurende 2 maanden (3 keer) – 2-wekelijks gedurende 3 maanden (6 keer) – maandelijks gedurende 3 maanden (3 keer) – daarna om de 3 maanden tot totale duur van 2 jaar
– Bloed (max 20 ml) en urineonderzoek op verschillende tijdstippen
Stand van zaken September 2013 • Raptor drug - commerciële naam Procysbi: – Goedgekerd in de VS (FDA) – 12-09-2013: goedgekeurd in Europa door EMA
• RP107 studie loopt door; patiënten krijgen Procysbi tot minimum 7 maanden na de studie • Onderhandeling over prijs en terugbetaling in de Europese landen
Stand van zaken September 2013 • • • •
Goedgekeurd in de VS (FDA) Europese goedkeuring – nog niet verkregen Efficiëntie: goed Stockage: – Diepvriezer – Ontdooit druppels – 1 week op kamer temperatuur
Hematopoeitische stamcel transplantatie
Donors: • GFP transgenic WT mice • ctns-/- mice
MSC progenitors
BMC HSC (Sca1+) 2x107 cells
2 months in culture
MSC 106 cells Irradiation
Tail vein injection
2 month old ctns -/recipients
Analysis at 2 months or 4 months after injection Syres et al. Blood 2009
Cystine content evolution Percent decrease in cystine 2 months
4 months
Brain Brain Eye Heart Kidney Liver Muscle Spleen
11.6 9.5 8.4 -35.7 88.4 12.2 58.2
57.3 70.4 81.9 70 94.4 65.6 86.8
Syres et al. Blood 2009
Long-term results % decrease in cystine
Linear regression analysis
15-17 months
4 months 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
Least square means
1
2
3
4
5
6
7
Survival of kidney function depends on % of WT bone marrow engrafment (>50%) and does not depend on the age at transplant
Syres et al. 2011
Linear regression analysis: renal function vs age of transplant
Congenic HSPC transplantation with ex vivo CTNS substitution Tissue cystine levels Transplantation of murine HSPC transduced with self-inactivating LV construct expressing human CTNS-GFP in DsRed ctns -/- mice: Bone marrow integration: 2693%
Mechanism of stem cell transplantation in cystinosis? • <10% increase in ctns transcript in the kidney of ctns/- mice, but 70% reduction in kidney tissue cystine • GFP-tagged cells had stromal position (no clear fusion or trans-differentiation in tubular or glomerular cells), but preserved kidney function Paracrine effect of stem cells - Release of soluble factors (anti-inflammatory response, immunomodulation, anti-oxidative effect, promote cell repair)
- Cell-to-cell communication (microvesicles, nanotubes)
Microvesicle transfer of EGFRvIII by glial tumor cells
Al-Nedawi et al. Nat Cell Biol 2008
Camussi et al. Biochem Soc Trans 2013
Mimicking cystine lowering effect of stem cells in vitro Co-culture experiments CTNS -/- fibroblasts + amMSC
CTNS -/- GFP-proximal tubular cells + amMSC or cys PTEC + [CTNS]
Iglesias et al. PlosOne 2012
Stem cell microvesicles reduce cystine content in cystinotic fibroblasts bmMSC
amMSC
Iglesias et al. PlosOne 2012
Microvesicle transfer of CTNSred to CTNS-/fibroblasts
Iglesias et al. PlosOne 2012
Beenmerg transplantatie bij cystinose •Risico’s van beenmergtransplantatie:
• Sterke immunosuppressie voor Tx (risico van bloedarmoede, bloedingen, infecties) • Graft-versus host” ziekte (Donorbeenmerg valt organen van recipiënt aan)
Beenmerg transplantatie bij cystinose (3)
• Toekomst: – In eigen stamcellen “gezond” gen inbrengen en terug geven (geen immunosuppressie nodig en geen risico van graft-versus-host ziekte)
• Vragen: – Kunnen stamcellen disfunctie van alle cellen verbeteren? – Kan functie van organen die al beschadigd zijn hersteld worden? – Transplantatie op welke leeftijd? – Resultaten bij andere stofwisselingsziekten?
