< Terug naar vorige pagina

Project

Target engagement biomerkers voor pijn receptoren

De klinische ontwikkeling van nieuwe analgetica wordt geconfronteerd met extreme uitdagingen. De meeste geneesmiddelen falen in de ‘proof-of-concept’ fase (fase II) door een gebrek aan efficaciteit en/of veiligheid in de beoogde populatie. Gebrek aan efficaciteit is het meest prominent in ziektes met betrekking tot het centraal zenuwstelsel omdat dierenmodellen hier vaak ontoereikend zijn om ‘target-engagement’ en werkzaamheid te voorspellen in patiënten. Een mogelijke aanpak voor de ontwikkeling van nieuwe analgetica is om reeds in te grijpen in het begin van het pijn mechanisme met name de receptoren en ionenkanalen.

Het doel van deze thesis is om modellen te ontwikkelen die zowel inzicht in de fysiopathologie van deze kanalen verstrekken, als ook gebruikt kunnen worden in de vroege ontwikkeling van geneesmiddelen om een eerste indicatie te geven over de ‘target-engagement’ van geneesmiddelen die aangrijpen op deze kanalen.

Deze thesis bestaat uit 9 hoofdstukken en 3 delen. In hoofdstuk 1, geven we een algemeen overzicht van de huidige inzichten in neurogene inflammatie en de geassocieerde receptoren, secundaire mediatoren en ziektes. Ook wordt het capsaïcine model besproken als voorbeeld van een ‘target-engagement’ model in praktijk. Hoofdstuk 2 beschrijft de objectieven van deze thesis in meer detail.

Deel I bevat alle klinische studies betreffende de TRPV1 receptor. Hoofdstuk 3 beschrijft voor de eerste keer een dysfunctie van TRPV1 in cystinose patiënten, homozygoot voor de 57-kb deletie. Cystinose is een zeldzame ziekte veroorzaakt door een deletie van het cystinosin (CTNS) gen dat ook de niet-coderende regio van het TRPV1 gen affecteert. Omdat TRPV1 geactiveerd wordt door capsaïcine en hoge temperaturen, werd de respons op capsaïcine en hoge temperaturen getest bij deze patiënten. De homozygote patiënten tonen duidelijk een verminderde gevoeligheid voor capsaïcine (zowel voor de vasodilatatie als pijn respons) en een verstoorde detectie van hoge temperaturen, in vergelijking met heterozygote patiënten en gezonde vrijwilligers. In hoofdstuk 4, werd de haalbaarheid van het capsaïcine model met topicale behandelingen onderzocht. In deze studie werd onderzocht of brimonidine, een alpha-adrenerge agonist en de standaard behandeling van rosacea, in staat is om de capsaïcine-geïnduceerde huiddoorbloeding respons (CIDBF) te blokkeren. De rationale achter deze studie was dat neurogene inflammatie en dus de TRPV1-CGRP pathway betrokken is in de pathofysiologie van de huidziekte rosacea, gekarakteriseerd door extreem blozen. Na behandeling met brimonidine 3 uur op voorhand, was de CIDBF matig gereduceerd. Waarschijnlijk omdat brimonidine niet direct interfereert met de TRPV1-CGRP pathway en enkel een indirect effect heeft op de vasodilatatie.

Deel II bevat alle klinische studies betreffende de TRPA1 receptor. Om de TRPA1 receptor en toekomstige antagonisten te kunnen onderzoeken, werd een reproduceerbare en robuste ‘target-engagement’ biomerker ontwikkeld zoals beschreven in hoofdstuk 5. Gebaseerd op preklinische literatuur werd cinnamaldehyde (CA) gekozen als selectieve agonist voor dit model. Eerst werd een studie uitgevoerd om de een veilige en robuste dosis van CA te vinden. Van 3 verschillende dosissen werd 10% CA gekozen als de meest geschikte dosis. Met deze dosis werd de reproduceerbaarheid van de CA-geïnduceerde huiddoorbloeding respons getest tussen beide armen en verschillende periodes. Zowel de inter-arm als de inter-periode reproduceerbaarheid werd als voldoende bevonden en berekeningen betreffende de steekproefgrootte toonden aan dat dit model gebruikt kan worden om een 30-50% verschil te detecteren tussen 2 groepen met maximum 15 vrijwilligers. In hoofdstuk 6, probeerden we een beter inzicht te krijgen in de secundaire mediatoren betrokken in de CA-geïnduceerde activatie van TRPA1 en de gerelateerde vasodilatatie. Onverwacht toonden we aan dat de CA-geïnduceerde huiddoorbloeding gereduceerd kan worden door behandeling met de niet-selectieve COX-inhibitoren aspirine en indomethacine en niet met de selectieve COX-2 inhibitor celecoxib or de NK1-receptor antagonist aprepitant. Bijkomend werd aangetoond dat aspirine een sterker inhiberend effect veroorzaakte in vergelijking met indomethacin, dit moet verder onderzocht worden om een passende verklaring te vinden. In dit hoofdstuk toonden we dus aan dat COX-1 afhankelijke PG een belangrijke rol spleen in CA-geïnduceerde huiddoorbloeding. Omdat gedacht wordt dat TRPA1 een belangrijke rol spelt in neurogene inflamaatie en migraine, werd de CA-geïnduceerde huiddoorbloeding vergeleken tussen migraine patiënten, met en zonder aura, en gezonde vrijwilligers in hoofdstuk 7. CA-geïnduceerde huiddoorbloeding was niet verschillend tussen migraine patiënten, met en zonder aura, en gezonde vrijwilligers. Waarschijnlijk omdat TRPA1 perifeer (in de huid van de onderarm) werd geactiveerd en niet in de trigeminale zenuwen waar migraine hoogst waarschijnlijk ontstaat.

In het laatste deel, deel III, wordt de PAC1 receptor onderzocht via de ontwikkeling van een selectief en reproduceerbaar ‘target-engagement’ model, het maxadilan model zoals beschreven in hoofdstuk 8. Maxadilan, een peptide afkomstig van de zandvlieg, is een selectieve exogene agonist van de PAC1 receptor. In analogie met het cinnamaldehyde model, werd er ook eerst een veilige en robuuste dosis gezocht. Omdat er geen verschil werd gevonden tussen de 3 geteste dosissen werd de laagste dosis van 0.9ng maxadilan gekozen om verder te gaan. De huiddoorbloeding respons veroorzaakt door een intradermale injectie van 0.9ng maxadilan was uitstekend reproduceerbaar tussen verschillende armen en periodes. Berekeningen betreffende de steekproefgrootte toonden aan dat deze biomarker gebruikt kan worden om een 30-50% verschil te detecteren tussen 2 groepen met maximum 15 vrijwilligers. Een onverwachte piek in huiddoorbloeding werd geobserveerd op 24 uur na injectie en moet verder onderzocht worden. In hoofdstuk 9, worden de resultaten van deze thesis in een bredere context besproken en aanbevelingen voor de toekomstig onderzoek gegeven. In algemeen kunnen we besluiten dat we er in slaagden om 2 nieuwe in vivo ‘target-engagement’ modellen te ontwikkelen voor enerzijds de TRPA1 receptor (het cinnamaldehyde model) en anderzijds de PAC1 receptor (het maxadilan model) en het capsaïcine model voor de TRPV1 receptor verder verfijnd werd. We toonden aan dat deze modellen niet alleen gebruikt kunnen worden om GO/NO GO beslissingen en karakterisatie van patiënten stratificatie te ondersteunen, maar ook om meer inzicht te verwerven in de pathofysiologie van deze receptoren en gerelateerde aandoeningen.

Datum:1 sep 2013 →  15 nov 2017
Trefwoorden:clinical pharmacology
Disciplines:Ontdekking en evaluatie van biomarkers, Ontdekking en evaluatie van geneesmiddelen, Medicinale producten, Farmaceutica, Farmacognosie en fytochemie, Farmacologie, Farmacotherapie, Toxicologie en toxinologie, Andere farmaceutische wetenschappen
Project type:PhD project