Dra. Pineda, Dra. Aracil, Dra. O’Callaghan MONITORIZACION CLINICA, BIOQUIMICA Y RADIOLOGICA EN LA ATAXIA DE FRIEDREICH Y EN LA ATAXIA POR DEFICIENCIA DE COQ Dra. Pineda, Dra. Aracil, Dra. O’Callaghan Societat Catalana d’Atàxies 15 de enero del 2011 Casa del Mar, Barcelona

¿Qué es la ATAXIA DE FRIEDREICH? Enfermedad neurodegenerativa: degeneración del cerebelo y nervios espinocerebelosos. Herencia autosómica recesiva. Descrita en 1863 por Nicholaus Friedreich. Prevalencia estimada en población caucásica: 2 de cada 100.000. Debuta antes de los 25 años.

Cuadro clínico Ataxia Nistagmus Disartria Debilidad muscular Disminución de la sensibilidad profunda Arreflexia tendinosa Anomalías esqueléticas Cardiopatía Diabetes Sordera

Genética Herencia autosómica recesiva. Expasión del triplete GAA en el primer intron del gen FRDA en el cromosoma 9q13-21 (Campuzano, 1996). Descenso de la proteína FRATAXINA (210 Aa). Localizada en la matriz mitocondrial. Los individuos normales: 6 y 36 repeticiones del triplete GAA. Individuos afectos: 90 y 1300 repeticiones.

Genética La expansión GAA es proporcional a la reducción del mRNA y de la concentración de frataxina, que juega un papel importante en la homeostasis del hierro. La deleción del gen se asocia con una deficiencia de la fosforilación oxidativa y la acumulación de hierro intramitocondrial. Se ha demostrado en biopsias de miocardio, un aumento de los depósitos de hierro en pacientes con FRDA. Signo de daño oxidativo por una disfunción mitocondrial

Expansión triplete en del gen FRDA Fe 2+↑ FRATAXINA   Prot. Fe-sulfuradas O2•↑ Deficiencia de CRM

Estrategias de tratamiento en la Ataxia de Friedreich El exceso de producción de radicales libres y el déficit de fosforilación oxidativa sugiere que podría tratarse con antioxidantes: CoQ + VitE / Idebenona. Quelantes de hierro: deshacen los depósitos de Fe específicamente en la mitocondria. Deferiprone.

Mutación Genética en FRDA QUELANTES DE HIERRO Deferiprone ANTIOXIDANTES VitE, CoQ, Idebenona ↑ Niveles de Fe mitocondriales Daño celular Enfermedad ↑ Generación de radicales libres  Niveles FRATAXINA Disfunción celular  Generación de E Mutación Genética en FRDA Potenciador de E (CoenzimaQ)

Resultados del tratamiento con Idebenona en pacientes afectos de Ataxia de Friedreich

Idebenona: análogo del CoQ Protege las membranas celulares y mitocondriales del daño oxidativo. Inhibe la peroxidación lipídica. Se distribuye fácilmente en los tejidos. Reduce el grosor de las paredes cardíacas y la hipertrofia cardiaca. Cruza la barrera hematoencefálica.

OBJETIVO DEL ESTUDIO Evaluar la efectividad del tratamiento con Idebenona en pacientes pediátricos y adultos con Ataxia de Friedreich. Monitorizar el tratamiento con Idebenona y valorar la evolución de la enfermedad mediante parámetros clínicos y bioquímicos.

MATERIAL Y MÉTODOS 10 pacientes pediátricos (4 niños y 6 niñas; 8-18 años). Rango de repeticiones GAA : 582-830. 14 adultos (7 hombres y 7 mujeres; 18-46 años). Rango de repeticiones GAA : 600-1115. * Consentimiento informado antes del inicio del estudio.

MATERIAL Y MÉTODOS - Protocolo Dosis de Idebenona: Pacientes pediátricos: 18 meses iniciales: 5mg/Kg/día. 3 años y 6 meses: 10mg/Kg/día. Pacientes adultos: Inicio 1º año: 5mg/Kg/día. 2º año: 10mg/Kg/día. 3º año: 20mg/Kg/día. Controles: pacientes pediátricos se controlaron cada 3 meses durante 5 años y los adultos se controlaron 1 vez por año, durante 3 años. 13

Protocolo - Monitorización Clínica La EVOLUCIÓN NEUROLÓGICA: escala ICARS (International Cooperative Ataxia Rating Scale) y registro de vídeo: Postura y marcha (0-34 ptos) Función cinética (0-52 ptos) Lenguaje (0-8 ptos) Movimientos oculares (0-6 ptos) *A mayor puntuación, mayor severidad. ESTUDIOS CARDIOLÓGICOS (ecocardiograma): Fracción acortamiento Fracción de inyección Grosor de la pared posterior y del septum Índice de masa ventricular

Protocolo - Monitorización Bioquímica Monitorización de la Idebenona mediante HPLC con detección electroquímica. Otros parámetros bioquímicos: tocoferol, retinol, Q10, selenio, zinc, enzimas antioxidantes y marcadores de daño oxidativo (malonaldehido). Idebenona Metabolitos Idebenona

Plasma idebenone (µmol/L) Resultados de escala ICARS, datos ecocardiográficos y niveles de idebenona en plasma en pacientes pediátricos y adultos (rango y media) Pediatric patients Adult patients Reference values Plasma idebenone (µmol/L) 0.23 (0.07 – 0.91) (10 mg/Kg/day) 0.15 (0.04 – 0.520) ICARS score (Baseline) 27 (6.5 - 68.5) 39 (22 – 53) (after 3/5 years) 33 (4.5 – 70) 51 * 31 – 61 aEF (%) baseline EF (%) 10mg IDB EF (%) 20mg IDB 75 (54 – 88) 67 (47 – 85) 69 (55 – 85) 65 (57- 77) * 65 (59-75) 64 - 83 bFS (%) baseline FS (%) 10mg IDB FS (%) 20mg IDB 40 (26 – 50) 36 (26 – 47) 38 (27 – 54) 35 (30 – 45) * 35 (31 – 44) 28 - 44 cSP (mm) baseline SP (mm) 10mg IDB SP (mm) 20mg IDB 9.6 (7 – 12.5) 10.7 (7 – 14) 13 (10 – 17) 13.4 (9 – 19) 12.8 (10 – 15) 7.5 - 11 dPW (mm) baseline PW (mm) 10 mg IDB PW (mm) 20 mg IDB 10 (8 – 14) 10 (7 – 12) 12 (9 – 15) 11.4 (10 – 14) Male Female eLVMI (g/m2) baseline LVMI (g/m2) 10 mg IDB 20 mg IDB n.a. 117 (98-147) 98 (70-122) 97 (± 14) 82 (± 13) 116 (103-156) 100 (67-126) 115 (99-140) 102 (78-123)

Resultados de escala ICARS, datos ecocardiográficos y niveles de idebenona en plasma en pacientes pediátricos y adultos Sin correlación entre las concentraciones de Idebenona y la puntuación en ICARS y/o resultados ecocardiográficos.

Pacientes pediátricos RESULTADOS ICARS Pacientes pediátricos Adultos

RESULTADOS ICARS ICARS basal se correlacionó con la edad y con el número de repeticiones. En pacientes pediátricos, no se observaron diferencias significativas entre ICARS basal y el ICARS al final de los 5 años de tratamiento. En 5 casos aumentó la puntuación ICARS después de los 5 años. Los otros 4 pacientes no sufrieron variaciones significativas en la escala ICARS y 1 caso mejoró la puntuación. *el ICARS bajó inicialmente durante el 1º año (casi todos pre-pruberal) En adultos, la puntuación ICARS aumentó en todos ellos.

RESULTADOS CARDIOLÓGICOS En situación basal, existe relación entre datos ecocardiográficos y la edad de los pacientes. Los pacientes pediátricos no mostraron diferencias en ninguno de los parámetros cardiológicos entre el inicio y el final del tratamiento: 2 de 10 empeoraron su función diastólica 3 de 10 presentaron una ligera miocardiopatía hipertrófica. En adultos, la función diastólica disminuyó significativamente después del tratamiento con 10mg/Kg/día de idebenona. No se observaron diferencias al aumentar la dosis a 20mg/Kg/día. No se modificó la miocardiopatía hipertrófica durante el seguimiento del tratamiento (8 de 14).

CONCLUSIONES En los pacientes pediátricos, el ICARS bajó inicialmente durante el 1º año (casi todos pre-pruberal) aunque continuó estable sólo en 5 de 10 pacientes al final del estudio. Neurológicamente todos los pacientes adultos empeoraron. Los pacientes en edad pediátrica mostraron una mejoría o disminución del avance de su enfermedad a nivel cardíaco (manteniéndose algunos dentro de la normalidad). Los adultos mostraron una estabilización cardíaca tras aumentar la dosis a 20 mg/kg/día. Monitorización de idebenona en plasma  los valores de idebenona no se correlacionan con las medidas neurológicas ni cardiológicas. Útil para establecer un rango de concentraciones terapéuticas.

Resultados del efecto del Deferiprone en pacientes con Ataxia de Friedreich

MATERIAL Y MÉTODOS 22 pacientes: 13 mujeres y 9 hombres. Todos cumplían los criterios de inclusión: - Diagnóstico genético confirmado. - Tratamiento previo con Idebenona. - Las participantes mujeres no embarazadas. * Consentimiento informado antes del inicio del estudio.

Protocolo O M 1 M 2 M 3 M 4 M 5 M 6 M 7 M 8M 9 M 11 M 12 M IDEDEBENONA DEFERIPRONE EXAMEN FÍSICO EKG BIOQUÍMICA HEMOGRAMA ESTUDIO FE XXXX ECOCARDIOGRAMA ICARS RM CEREBRAL CONTROL EFECTOS 2OS XXXX

Protocolo - Monitorización Clínica La EVOLUCIÓN NEUROLÓGICA: escala ICARS (International Cooperative Ataxia Rating Scale) y registro de vídeo: Postura y marcha (0-34 ptos) Función cinética (0-52 ptos) Lenguaje (0-8 ptos) Movimientos oculares (0-6 ptos) *A mayor puntuación, mayor severidad. ESTUDIOS CARDIOLÓGICOS (ecocardiograma): Fracción acortamiento Fracción de inyección Grosor de la pared posterior y del septum Índice de masa ventricular

Protocolo - Monitorización Clínica RESONANCIA CEREBRAL con medición de los depósitos de Fe en cerebro, cerebelo y bulbo. Registro de EFECTOS SECUNDARIOS. * ESTUDIOS ESTADISTICOS para comparar los datos evolutivos: test de WILCOXON Bodaaert, 2007

EFECTOS SECUNDARIOS Náuseas – Vómitos - Dolor abdominal - Dolor articular Neutropenia: 2 pacientes Disminución de las reservas de hierro

EVALUACIÓN NEUROLÓGICA : ICARS Total Estables con una ligera tendencia a aumentar

EVALUACIÓN NEUROLÓGICA: ICARS por Edad > 18 AÑOS Grupo 1 13 - 18 AÑOS Grupo 2 < 13 AÑOS Grupo 3 Estables con una ligera tendencia a aumentar

EVALUACIÓN NEUROLÓGICA: ICARS- Deambulación Total de pacientes

EVALUACIÓN NEUROLÓGICA: ICARS- Deambulación > 18 AÑOS 13 - 18 AÑOS < 13 AÑOS

EVALUACIÓN NEUROLÓGICA:ICARS FUNCION CINÉTICA FUNCION CINÉTICA TOTAL

EVALUACIÓN NEUROLÓGICA: ICARS- FUNCION CINÉTICA > 18 AÑOS 13 - 18 AÑOS < 13 AÑOS

EVALUACIÓN CARDIOLÓGICA GROSOR DEL SEPTO INTERVENTRICULAR INDICE DE MASA MUSCULAR DEL V.I. Disminución del grosor Tendencia a disminuir

RESONANCIA CEREBRAL - Medición del Hierro Núcleo Dentado  disminuyó el valor de hierro en 14 de 16 pacientes. Putamen el valor de hierro bajó en 12 pero subió en 4 (no es estadísticamente significativo). DISMINUCIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE HIERRO DE FORMA SIGNIFICATIVA EN EL NUCLEO DENTADO DEL CEREBELO

CONCLUSIONES No existieron efectos secundarios severos excepto 2 casos de neutropenia (sólo 1 de ellos severa). Se han monitorizado otros elementos ( cobre, zinc, selenio, manganeso); los valores se han mantenido dentro de la normalidad. Hemos evidenciado mejoría en la función cinética (manipulacion). Se ha observado una disminución del grosor del septo interventricular y tendencia a disminuir el índice de grosor del ventrículo izquierdo.

CONCLUSIONES Las concentraciones de hierro en el núcleo dentado del cerebelo han disminuido significativamente. Las concentraciones de hierro en el putamen del cerebro han disminuido. Se precisa más tiempo para conocer en que pacientes puede ser mas efectiva esta pauta de tratamiento

Ataxia por Déficit de Coenzima Q10 Ataxia por Déficit de Coenzima Q10. Evaluación de la suplementación en pacientes pediátricos.

Deficiencia Primaria de CoQ10 - Fenotipos Encefalomiopatía con Mioglobinuria recurrente (Ogasahara, 1989). Forma Multisistémica del Lactante: nistagmus, miopía bilateral, retinitis pigmentaria, sordera, fallo renal (Rahman2001). Ataxia con atrofia de Cerebelo (Musumeci, 2001). Síndrome de Leigh con retraso crecimiento, ataxia y sordera (Van Maldergem, 2002). Forma Miopática (Aure, 2004).

Respuesta al tratamiento con CoQ10 Estudios previos describen respuestas variables al tratamiento con CoQ10 en pacientes con Ataxia por Déficit de CoQ10. Objetivos Evaluación de la respuesta al tratamiento con CoQ10 en 7 pacientes con Ataxia por Déficit de CoQ10 en músculo y/o fibroblastos y en 7 pacientes con Ataxia SIN Déficit de CoQ10.

Material y métodos Muestra: 14 pacientes con ATAXIA CEREBELOSA CONGÉNITA. Estudios de ATAXIAS de Friedreich, déficit de VitE, Ataxia-Telangiectasia, …  negativos. Valores de CoQ10 en músculo y fibroblastos: 7 pacientes con Déficit de CoQ10 en fibroblastos y en músculo  GRUPO 1 y 7 pacientes SIN Déficit de CoQ10  GRUPO 2. Estudios de genes COQ2, PDSS1, PDSS2 y CABC1(COQ8).

PROTOCOLO Tratamiento: 30 mg/Kg/día CoQ10 oral (3 veces /día). Seguimiento durante 2 años. Controles: basal y cada 6 meses con: Examen Neurológico – ICARS (International Cooperative Ataxia Rating Scale)  Postura y deambulación / Función cinética / Habla – disartria / Movimientos óculomotores. Registro de vídeo. RM cerebral basal y a los 12 meses. Monitorización de niveles de CoQ10 en sangre (en ayunas).

Resultados – Estudio Genético Estudio de COQ2, PDSS1, PDSS2 y CABC1  1 mutación en el caso 2  heterocigoto para la mutación p.L609V (c.1825C>G) en CABC1.

Resultados – ICARS Grupo 1 Todos los casos presentaron mejoría a partir del 6º mes. Reducción significativa del ICARS Total (p=0.018), postura y deambulación (p=0.017) y función cinética (p=0.042). Grupo 2 Un caso clara mejoría, 3 leve mejoría y 3 empeoramiento. No diferencias significativas del ICARS Total (p=0.343).

Resultados – ICARS GRUPO 1

Resultados – ICARS GRUPO 2

Resultados – RESONANCIA MAGNÉTICA Grupo 1  Atrofia cerebelosa en todos los pacientes: 4 casos con atrofia severa, 3 casos con atrofia leve moderada. Grupo 2  sólo 2 casos mostraron atrofia cerebelosa leve – moderada. Resto RM con cerebelo normal.

Case 2 Case 6 Case 14

Comentarios A pesar de ser un grupo seleccionado de pacientes con ataxia congénita muy sugestivo de déficit primario de CoQ10, sólo se ha hallado en 1 de 7 pacientes una mutación en el gen CABC1. Respuesta positiva a partir de los 6 meses de tratamiento a dosis de 30 mg/Kg/día. Mejoría significativa en ICARS  postura / deambulación y función cinética. La edad y la puntuación en la Escala de ICARS al inicio del tratamiento NO parecen modificar la respuesta al tratamiento con CoQ10. La severidad de la atrofia del cerebelo en la RM podría condicionar la respuesta al tratamiento por nuestra experiencia.

Conclusiones La respuesta al tratamiento apoya el diagnóstico de déficit de CoQ10 demostrado bioquímicamente en músculo y fibroblastos. Debido a la dificultad del diagnóstico genético (18 genes conocidos) la respuesta al tratamiento es una herramienta útil para el diagnóstico de Déficit de CoQ10.