U bent hier

CFTR NL

  • Ganglioside GM1 als nieuwe therapeutische strategie ter verbetering van CFTR-stabilisatie in het plasmamembraan

    Sébastien Kiefer

    Nieuwe behandelingen voor CFTR-correctie verhogen het eiwitniveau aan het celoppervlak, terwijl activeerders de werking aan het plasmamembraan verhogen. De werkzaamheid van deze behandelingen is bij F508del-patiënten vaak beperkt vanwege de beperkte stabiliteit van het gecorrigeerde eiwit, zelfs als dit het membraan bereikt.

    Vele factoren dragen bij aan de membraanstabiliteit van het gecorrigeerde eiwit, zoals monosialoganglioside 1 (GM1) en scaffold-eiwitten (cellulosome ondersteuningseiwitten) (van CFTR tot cytoskelet), zoals ezrine en NHERF1 (Monterisi S, et al., J Cell Sci., 2012; 125: 1106-17).

    Nagewezen is dat het gebrek aan CFTR in membraancellen van het bronchusepitheel van CF-patiënten verband houdt met een afname van GM1 (Itokazu Y et al., Am J Physiol Cell Physiol 2014; 306: C819- 30). Middels een radioactief product en een fotoactiveerbaar GM1-derivaat toonden de auteurs tevens een positieve correlatie aan tussen GM1-activiteit en de CFTR-functie. Vervolgens hebben zij het effect geanalyseerd van GM1 op CFTR-expressie die werd behandeld met VX-809, VX-770, afzonderlijk of gecombineerd. Het toevoegen van GM1 leidde in alle configuraties tot een toename van rijp CFTR en de scaffold-eiwitten NHERF1 en ezrine.

    Deze stabilisatie van het membraan is geassocieerd met een herstel van de activiteit, aangezien in vitro-testen aantonen dat de behandeling met GM1, gecombineerd met VX-770 en VX-809, de CFTR-functie kan verhogen.

    Deze resultaten bevestigden de rol van GM1 bij het verbeteren van CFTR-stabiliteit en werking. Dit suggereert dat GM1 kan worden gebruikt in aanvulling op bestaande of toekomstige corrector- of activatorbehandelingen.

    Referentie

    CONGRES NACFC 2018 - Vrijdag 19 oktober 2018
    W12 CFTR: Novel Approaches to Modulate CFTR
    W12.3 Abstract 8: Ganglioside GM1 as New Therapeutic Strategy to Improve CFTR Stabilization at Plasma Membrane

    Spreker: Giulia Mancini, Universiteit van Milaan (Italië)

    Onderwerp: CFTR NL
  • Een nieuwe behandeling voor cystic fibrosis zonder interventie in het CFTR-kanaal

    Sébastien Kiefer

    Hoewel de meeste nieuwe therapieën voor cystic fibrosis zijn gericht op het activeren of modificeren van CFTR-expressie, richt dit team zich op ANO1. Dit is een ander chloorkanaal dat in deze pathologie een verminderde activiteit kent.

    Activatie van dit kanaal wordt tot stand gebracht door een doelgebied van een mir-9 microRNA te blokkeren met een binding van antisense oligonucleotide (TSB) aan ANO1 3'UTR, om zo de bindingsplaats van miR-9 te maskeren.

    Het onderzoek werd uitgevoerd op primaire cellen van CF-patiënten met de F508-mutatie of andere Klasse I of II-mutaties.

    De in lucht-vloeistofsysteem gekweekte cellen werden gedurende één week behandeld met TSB, lumacaftor/ivacaftor of tezacaftor, waarna de mucociliaire klaring en uitstroom van chloorionen geanalyseerd werden.

    De resultaten toonden een toename aan van ANO1-expressie en mucociliaire klaring in respiratoire epitheelcellen, maar ook in vivo bij muizen met een CFTR-mutatie. In vergelijkende tests bleek TSB effectiever dan lumacaftor/ivacaftor of tezacaftor. De auteurs hebben deze behandeling vervolgens getest op primaire cellen met andere Klasse I of II-mutaties. Ook nu bleek TSB in staat de uitstroom van chloorionen en mucociliaire klaring op krachtigere wijze te activeren dan de medicijnen lumacaftor/ivacaftor of tezacaftor.

    Met dit nieuwe type behandeling konden de belangrijkste disfunctionele parameters bij cystic fibrosis worden gecorrigeerd. Het kan vervolgens aangeboden worden als behandeling bij alle CF-patiënten. Nu nog aantonen wat het in vivo effect is.

    Referentie 

    CONGRES NACFC 2018 - Donderdag 18 oktober 2018
    TPS02: Approaches to treat CFTR Defects
    A new therapeutic approach to correct CFTR deficiency for all patients with cystic fibrosis

    Speakers: Olivier Tabary, CDR St Antoine, INSERM, Paris

  • Nieuwtjes over cel- en diermodellen

    Isabelle Sermet

    Nieuwe cel- en diermodellen bieden boeiende mogelijkheden voor het testen van CFTR-modulatoren en een beter inzicht in de pathofysiologie van de ziekte.

    Zo werd het model voor longcellen, afkomstig  van longexplantaties, geoptimaliseerd.  Na kweek kunnen deze cellen gebruikt worden als referentiemodel bij het testen van de werkzaamheid van CFTR-modulatoren, maar na de 5e overdracht is er sprake van dedifferentiatie en verlies van CFTR-expressie. Veranderingen in het kweekmilieu resulteren in een langere duur van CFTR-expressie. Ook de CRISPR/Cas9-techniek kan gebruikt worden om in cellen mutaties te bewerkstelligen.

    Daarnaast is het mogelijk om met nieuwe diermodellen het effect van modulatoren in-vivo te beoordelen, iets wat voorheen nog niet het geval was. Bij de muis worden 6 of 7 kopieën van het humane CFTR-gen aangebracht op het 8e chromosoom. Dankzij de CRISPR/Cas9-techniek konden modellen die drager zijn van de mutaties F508del, G542X, W1282X en 3849+10 kB verder verfijnd worden. Behandeling met VX809 gedurende twee dagen leidde bij de F508del-muis tot normalisatie van de CFTR-activiteit, zoals gemeten met de nasale PD-test en via onderzoek  op intestinaal weefsel.

    Ook het gehumaniseerde rattenmodel werd verder verfijnd. Een gemuteerde rat met G551D-mutatie heeft een ernstig fenotype : na 50 dagen is 50% van de dieren overleden. Het direct aanbrengen van VX770 op intestinaal en respiratoir weefsel leidt tot hogere CFTR-activiteit. Dit werd op intestinaal weefsel m.b.v. de Ussing-kamer gemeten via kortsluiting en met de microCT-techniek voor de luchtpijp, wat mucustransport en herstel van het vloeistofniveau aan het oppervlak van de luchtwegen zichtbaar maakt. Systemische toediening gedurende 14 dagen van 30 mg/kg VX-770 per maagsonde leidt op basis van de nasale PD-test tot herstel van de CFTR-activiteit.

    Een publicatie over een frettenmodel biedt boeiende aanvullende gegevens over de pathofysiologie. De eilandjes van endocrien alvleesklierweefsel zijn opgebouwd uit cellen die allemaal iets anders uitscheiden: β-cellen insuline; α-cellen glucagon; δ-cellen somatomedine, en PP pancreas peptide. In de eerste levensmaanden van de knock-out CFTR-fret wordt herschikking van het pancreasweefsel waargenomen. In de 1e maand is er sprake van acinaire verwijding en een ontsteking. In de tweede maand worden factoren van fibrose zichtbaar en is er sprake van abnormale glucosetolerantie, wat wijst op gebrekkige werking van de β-cellen. In de derde en vierde maand is er in het adipeuze weefsel sprake van afbraak van de Eilandjes van Langerhans en neemt de ontsteking toe, terwijl de glucosetolerantie weer normaal wordt. Dit laatste punt dient nader verhelderd te worden en kan in endocriene cellen wijzen op transdifferentiatie van kanaalcellen.

    Referencia

    CONGRES NACFC 2017 - Zaterdag 4 november 2017
    Workshop 26. New insights through cell and animal model 
    Op basis van de publicaties van S Birket, F Sun, C Hodges en J Perters-Hall

  • Synthetisch transfer RNA voor suppressie van CFTR nonsense mutatieWRITER: Isabelle Sermet

    Isabelle Sermet

    Nonsense mutaties door een prematuur stopcodon vertegenwoordigen 10% van de mutaties van het CFTR-gen.Vooralsnog zijn therapieën voor het doorlezen van stopcodons weinig effectief.  Zelfs gebonden aan een aminozuur dat doorlezen van het stopcodon aantoont, kan het zich schadelijk gedragen en eiwitvouwing beïnvloeden.  Een ander alternatief is het produceren van gemodificeerd transfer RNA om dit aan het gewenste aminozuur te binden.  Aangezien elk aminozuur verschillende tRNA codes heeft (tot wel 20), hebben de auteurs op basis van heterologe expressie een screeningsplatform ontwikkelt voor de identificatie van tRNA om zo de functie van de diverse nonsens-mutaties van het CFTR-gen te herstellen. Dit transfer RNA wordt ACE-tRNA genoemd (ofwel: anticodon editing). Het effect ervan werd in eerste instantie getest in cellijnen na transfectie. Ze zorgen voor expressie van een compleet eiwit. Met het Xenopus oocytemodel dat geschikt is voor co-expressie van mRNA van het CFTR-gen en ACE-tRNA, kon gecontroleerd worden of dit CFTR-eiwit tot expressie komt en er werd aangetoond dat deze werkzaamheid dosisafhankelijk was van t.a.v. tRNA.

    Deze resultaten tonen het belang van deze benadering. Er zijn nog talloze onbekende factoren, met name als het gaat om celpenetratie, halfwaardetijd en aspecifieke bijwerkingen van ACE-tRNA.

    https://www.biorxiv.org/content/biorxiv/early/2016/11/20/088690.full.pdf

     

    Referencia

    CONGRES NACFC 2017 - Vrijdag 3 november 2017
    Workshop 12. Towards a one time cure. Technologies and editing
    JD Lueck, Iowa

  • CFTR-modulatie bij patiënten heterozygoot voor F508del-mutatie

    Isabelle Sermet

    Ivacaftor is een effectieve versterker van zogenaamde puntmutaties geassocieerd met gebrekkige CFTR-activiteit. Klinische casussen en in-vitro analyses tonen aan dat deze compound ook werkzaam kan zijn voor eiwitten met resterende enzymactiviteit, ongeacht hun mechanisme. Tezacaftor is een corrector die expressie van het F508del-eiwit versterkt en, gecombineerd met ivacaftor, leidt tot een hogere FEV1. Doel van de gepresenteerde studie is om de werking te onderzoeken van de combinatie tezacaftor (100 mg x 1)/ivacaftor (150 mg x 2) (TEZ/IVA) bij patiënten van 12 jaar en ouder met een FEV1 tussen 40% en 90%, heterozygoot voor de F508del-mutatie en een mutatie met resterende activiteit. Deze laatste factor werd bepaald via in-vitro analyses. Het betreft een cross-over studieprotocol met twee behandelperiodes van 2 weken (T1, T2), onderbroken door een wash-out van acht weken. De studie omvatte zes behandelarmen : TEZ/IVA gevolgd door IVA ; IVA gevolgd door TEZ/IVA ; TEZ/IVA gevolgd door placebo (P) ; P gevolgd door TEZ/IVA ; IVA gevolgd door P ; P gevolgd door IVA. Ervan uitgaand dat elke medicamenteuze toepassing werd gebruikt in de populatie als geheel, werden 161 patiënten behandeld met TEZ/IVA, 156 met IVA en 161 met placebo. Baseline characteristics wat betreft de zweettest,  demografische en respiratoire criteria was vergelijkbaar tussen de groepen. De twee medicamenteuze toepassingen (IVA in monotherapie en TEZ/IVA) leidden in vergelijking met placebo tot een toename van FEV1 : +4,7% (3,7-5,8%) voor IVA ; +6,8% (5,7-7,8) voor TEZ/IVA. TEZ/IVA geeft een 2,1% (1,2-2,9) betere uitkomst dan IVA. Daarnaast is tevens de kwaliteit van leven-gerelateerde respiratoire score beter (+8 in de IVA-groep ; +11 in de TEZ/IVA-groep), het chloorgehalte in  zweet lager (-4,5 voor IVA, -9,5 voor TEZ/IVA) en er zijn minder exacerbaties. Bij 18% van de patiënten behandeld met IVA normaliseerde het faeces elastase en bij 27% van de patiënten behandeld met TEZ/IVA. Deze trial toont de  klinische effectiviteit van de combinatie TEV/IVA bij compound heterozygote patiënten met een CFTR-mutatie met restfunctie, zowel t.a.v longfunktie als pancreasfunctie.

    Referencia

    CONGRES NACFC 2017 - Vrijdag 3 november 2017 
    Symposium 14. CF interventions advancing through the clinical testing phase
    Steven Rowe

    Onderwerpen: CFTR NL, Modulators, Therapy
  • De effecten van CFTR op bèta-cellen van de pancreas

    Isabelle Sermet

    In deze presentatie wordt het effect van CFTR-disfunctie op bèta-cellen van de pancreas vergeleken in verschillende diermodellen. Het ontbreken van het proteïne CFTR is de oorzaak van diabetes vanaf de eerste levensdagen bij de fret, vanaf de kindertijd bij de mens en van hypoglycemie in het knaagdiermodel. Er is echter geen endocriene aantasting van de pancreas geconstateerd bij zebravissen. Dankzij het diermodel van de fret kon de pathofysiologie van diabetes beter gekarakteriseerd worden. Enerzijds vindt er vanaf de eerste dagen een lokale herschikking plaats die eerst inflammatoir is en gevolgd wordt door fibrose en een herschikking van het vetweefsel. Anderzijds bestaat er wellicht een systemische endocriene oorzaak.

    De inflammatoire herschikkingen zijn deels verantwoordelijk, maar er kunnen ook hormonale fenomenen meespelen, met name de vermindering van pancreatic polypeptide (PP) dat tot insulineresistentie van de lever leidt. Deze werking wordt bevestigd in het knock-out (KO) fretmodel voor PP die een zeer vroegtijdige diabetes ontwikkelt die gecorrigeerd wordt door intramusculaire injectie van PP.

    Ook bij de mens wordt een laag PP-gehalte aangetroffen, naast niet te verklaren transitoire fases van deregulering van de bloedsuikerspiegel. Deze nieuwe gegevens suggereren een multifactor etiologie van CF gerelateerde diabetes. 

    Referencia

    CONGRES NACFC 2017 - Donderdag 2 november 2017
    S03--GMS: CF Animal Models: Choosing the Right Tool for the Job
    Andrew Norris, Université d’Iowa