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Gerd Walz Klinik Innere Medizin IV
(Nephrologie & Allgemeinmedizin) Universitätsklinikum Freiburg
Tolvaptan bei ADPKD
Interessenkonflikt:
Teilnahme an Advisory Board-Meetings der Firma Otsuka
Autosomal dominante polyzystische Nierenerkrankung (ADPKD)
• Inzidenz ca. 1:500 - 1:2.000 (weltweit: ca. 12 Millionen Patienten) • ESRD im Alter von 50 -60 Jahren bei >50% der Patienten
Patient mit Nierenzysten
ADPKD ?
Die Diagnose “ADPKD” wird fast immer klinisch gestellt.
http://www.sonographiebilder.de/sonografie-atlas/
Nierenzysten
ADPKD ? • Beginn der Erkrankung: mit 30-50 Jahren
• Arterielle Hypertension (80%)
• Mikro- oder Makrohämaturie (50%)
• Moderate Proteinurie (< 1 gr/d)
• Nephrolithiasis (20-30%)
• Polyurie / Konzentrationsschwäche (selten)
• Eingeschränkte Nierenfunktion
• Flanken-/Abdominalschmerzen bedingt durch
vergrößerte Nieren (60%)
• Extrarenale Manifestationen (Leberzysten)
Die Nierengröße bei Erstvorstellung ist ein wichtiger Risiko-/Progressions-Faktor !
Typische Präsentation:
Grantham et al., NEJM 2006
Daten der CRISP-Studie: Nierenfunktionsverlust korreliert mit Nierenvolumen
Total kidney volumen (TKV) beinhaltet vermutlich alle wichtigen Progressionsfaktoren
Albert C M Ong, Olivier Devuyst, Bertrand Knebelmann & Gerd Walz. Lancet 2015
eGFR
(ml/m
in/1
.,73
m2 )
Years
From: Robinson P, McEwan P, Adimeri H, et al.: Development of a model to predict progression in autosomal dominant polycystic kidney disease (ADPKD). 51st ERA-EDT Congress. Amsterdam2014.
Total kidney volumen (TKV) zur Abschätzung der Prognose
TKV > 2000 ml: ESRD innerhalb von 10-15 Jahren
Bestimmung des TKV mittels MRT
Haste T2* weighted
Flash 2D Opp-phase
Stereometrische Volumenbestimmung (z.B. CRISP, TEMPO ¾, EuroCyst-Studie)
http://www.mayo.edu/research/documents/pkd-center-adpkd-classification/doc-20094754). Imaging Classification of ADPKD (Mayo Clinics)
Sagittal x Coronal x Breite x Tiefe
Größe (m), Alter
Serum-Kreatinin
http://www.mayo.edu/research/documents/pkd-center-adpkd-classification/doc-20094754). Imaging Classification of ADPKD (Mayo Clinics)
Abb. 1
eGFR
(ml/m
in/1
,73
m2 )
Jahre
0
20
40
60
80
100
1" 2" 3" 4" 5" 6" 7" 8"3 6 9 12 15 18 21
500 ml
1000 ml
1500 ml
2000 ml
Verlauf der eGFR für einen 30-jährigen Mann in Abhängigkeit von Nierengröße und Nierenfunktion.
Bei einem Nierenvolumen von 2000 ml und einer GFR von 60 ml/min muss mit einer Dialyse-Pflichtigkeit (eGFR <10 ml/min) innerhalb von ca. 10 Jahren gerechnet werden.
http://www.mayo.edu/research/documents/pkd-center-adpkd-classification/doc-20094754). Imaging Classification of ADPKD (Mayo Clinics)
(Kuhn EW, Walz G: The treatment of autosomal dominant polycystic kidney disease. Dtsch Arztebl Int 2015)
Bhutani et al., Kidney Int 2015
Länge der Niere (Ultraschall) zur Risikoabschätzung
Die Nierenlänge kann mittels US präzise erfasst werden. Risiko-Abschätzung mittels TKV (MRT) und Nierenlänge (US) sind gleichwertig.
Gute Korrelation der Nierenlänge: MRT versus US
• Die Diagnose “ADPKD” wird in der Regel klinisch gestellt.
• Wichtige Diagnose-Kriterien sind: – Familienanamnese – (leicht) eingeschränkte Nierenfunktion – vergrößerte Nieren – Zysten in anderen Organen (z.B. Leber)
• Die Nierengröße (Total Kidney Volume, TKV) zum Zeitpunkt der Diagnose ist der (wahrscheinlich) wichtigste Prognose-Parameter
Nierenzysten
ADPKD
Welche Mechanismen führen zu Zystwachstum / Nierenvergrößerung
(Total Kidney Volume (TKV) ?
Genetik der ADPKD
ESRD PKD1 PKD2
Mean Onset 53 years 69 years
ESRD beginnt ca. 10 Jahre später bei Patienten mit PKD2-Mutationen
N
Coil
EF
Ca2+
Ca2+Ca2+
Polycystin-1
Coil Polycystin-2/TRPP2
Polycystin-2/TRPP2: - Calcium-permeabler TRP-Ionenkanal - bildet einen Proteinkomplex mit Polycystin-1
Genetik der ADPKD PKD2 (Polycystin-2/TRPP2): 15% aller ADPKD-Patienten
LDL
Lec n
PKDrepeat
WSC
Leucine-richrepeat
GPS
Coil
Genetik der ADPKD PKD1 (Polycystin-1): 85% aller ADPKD-Patienten
Polycystin-1: - Großes Membran-Protein mit 11
transmembranären Domänen - Funktion bleibt unbekannt (Zell-Zell-
Kontakte ?)
Polycystin-1 (PKD1): 85% aller Patienten
Polycystin-2/TRPP2 (PKD2): 15% aller Patienten
Sinusitis, Bronchitis
Situs inversus
Cystic kidneys
Retinitis pigmentosa
„Generation XL“ - Felicia Wegg
Obesity
CNS defects
Polydactyly
Anosmia
Cerebellar defects
Cardiac defects
Liver fibrosis
Deafness
ADPKD ist eine Ziliopathie Polycystin-1/Polycystin-2 (TRPP2) befinden sich in der Zilie.
Andere Ziliopathien: • ARPKD • Nephronophthisis • Bardet-Biedl-Syndrom • etc.
Nierenzysten
Negative Familienanamnese ±
atypische Präsentation
Positive Familienanamnese
ADPKD ?
ADPKD
Typische Präsentation: • Vergrößerte Nieren • Eingeschränkte Nierenfunktion (eGFR) • Arterialle Hypertonie • Extrarenale Manifestationen (z.B.
Leberzysten)
?
ADPKD im Kindesalter
x
= Durchschnittlich 50% der Kinder erben die Erkrankung
Autosomal dominante Vererbung: • Homozygote (hypomorphe)
PKD1 (-/-) Mutationen (rezessiver oder komplexer Erbgang)
• Umfangreiche “truncating” PKD1-Mutationen
• Kombinierte PKD1/TSC2- Deletion
• “Compound” heterozygote PKD1 (+/-) & PKD2 (+/-) Mutationen
Ausnahmen:
Nierenzysten
Negative Familienanamnese ±
atypische Präsentation
Positive Familienanamnese
Genetik
ADPKD ?
ADPKD
“Ziliopathie- Panel”
“Ziliopathie-Panel”: Sequenzierung von mehreren Hundert Genprodukten, die in der Zilie vorkommen und zu Nierenzysten führen können bei - Patienten mit einer negativen Familienanamnese - Patienten mit einer atypischen Präsentation (z.B. asymmetrischen Nierenzysten) - Patienten mit frühem Nierenversagen (z.B. breits im Kindes- oder Jugendalter)
Typische Präsentation: • Vergrößerte Nieren • Eingeschränkte Nierenfunktion (eGFR) • Arterialle Hypertonie • Extrarenale Manifestationen (z.B.
Leberzysten)
• Die ADPKD gehört zu den sogenannten „Ziliopathien“ (= Systemerkrankungen, welche durch Zilien-Defekte hervorgerufen werden).
• Warum Zilien-Defekte zu Zystennieren führen, ist unklar (defekte Zell-Orientierung/-Homöostase)
• Bei fehlender Familienanamnese ± atypischer Präsentation (z.B. einseitige Zystennieren, terminale Niereninsuffizienz im Kindesalter) sollte eine genetische Untersuchung („Ziliopathie-Panel“) erwogen werden.
Nierenzysten
- Familienanamnese Atypische Präsentation
+ Familienanamnese
Genetik
ADPKD ?
“Ciliopathy Panel”
ADPKD
• Vergrößerte Nieren • Eingeschränkte Nierenfunktion (eGFR) • Arterialle Hypertonie • Extrarenale Manifestationen (z.B.
Leberzysten)
Der gegenwärtige “Standard-of-Care”: Behandlung von ADPKD-assoziierten Komplikationen.
Komplikationen • Aneurysmen • Leberzysten • Zystinfektionen • Arterialle Hypertonie
Brisman JL et al., NEJM 2006
Mortalität: 4-7% aller ADPKD-Todesfälle OP: Mortalität 11% Coiling: Mortalität < 1-3%
from N Engl J Med 1998 & Uptodate
Komplikationen der ADPKD: Aneurysm (2-8%)
MRI Screening: 1. Positive Familienanamnese 2. Alle 2-3 Jahre falls Aneurysmen
Keine Blutung
Z.n. Blutung
Years
Rupture at 5-10 mm Recurrence earlier
Komplikationen der ADPKD: Leberzysten
C. Boucher & R. Sandford, Eur J Hum Genet 2004
Probleme: - Abdominalschmerzen - Anorexie / Mangelernährung - Ruptur/Blutung & Infektionen (selten) - Portale Hypertension / Leberzirrhose (selten)
Therapeutische Ansätze A) Chirurgisch: - Nephrektomie (cave: ESRD) - (Laparoskopische) Fenestration (hohe
Komplikationsraten, bis zu 30%)
- Leberteilresektion (Mortalität 1-2%, Aszites > 90%)
- Leber-Transplantation (Mortalität 1-5%)
B) Medikamente: - Somatostatin-Analoga: Abnahme des
Lebervolumens ≤ 5% (Gevers et al., Curr Opin Gastro 2011)
Behandlung: - Zyst-gängige Antibiotika - Behandlungsdauer mindestens 2 Wochen - Nephrektomie bei resistenten Infektionen (z.B.
Candida) oder bei häufiger Rekurrenz
Migali G et al. NDT 2008
Diagnose: - Klinisch - CT/MRT: oft nicht hilfreich - Urinkultur: oft negativ - PET CT: bei rekurrenten Infekten
18-F-fluorodeoxyglucose (FDG) positron emission tomography (PET)
Komplikationen der ADPKD: Zystinfektionen
Nierenzysten
- Familienanamnese Atypische Präsentation
+ Familienanamnese
Genetik
ADPKD ?
“Ciliopathy Panel”
ADPKD
• Vergrößerte Nieren • Eingeschränkte Nierenfunktion (eGFR) • Arterialle Hypertonie • Extrarenale Manifestationen (z.B.
Leberzysten)
Komplikationen
• Aneurysmen • Leberzysten • Zystinfektionen
• Arterielle Hypertonie
Komplikationen der ADPKD: Arterielle Hypertonie
Blood Pressure in Early Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease (HALT PKD A Trial)
558 ADPKD patients eGFR > 60 ml/min/1.73 m2
274 low blood pressure: 95/60-110/75 mm Hg
284 standard blood pressure: 120/70-130/80 mm Hg
Ist die ACEI/ATRB-Kombinationstherapie (Lisinopril/Telmisartan) besser als ACEI allein?
Ist ein niedriger Blutdruck
(95-60-110/75 mm Hg) besser als ein normaler Blutdruck?
Ist die Kombination
ACEI/ATRB sicher (HALT PKD B Trial)?
R. B. Schrier et al., N Eng J Med. 2014
Niedriger Blutdruck (95/60 bis 110/70 mm Hg) reduziert das Zystenwachstum um ca. 1% pro Jahr.
Niedriger RR reduziert Zystenwachstum (TKV) von 6,6% auf 5,6% (p = 0.006).
Schrier R. et al., N Eng J Med 2014 Torres V. et al., N Eng J Med 2014
Auswaschphase fehlt
Niedriger RR reduziert den Nierenfunktionsverlust (0.1 ml/min/1.73m2 pro Jahr; p=0.55) ACEI/ATRB-Kombination hat keinen Vorteil, ist aber sicher für eGFR ≥ 30 ml/min.
• Der gegenwärtige „Standard-of-Care“ der ADPKD ist die Behandlung von Komplikationen: – Prävention von arteriellen Aneurysmen – Leberzysten – Zystinfektionen – Hypertonie
• Ein niedrig normaler Blutdruck (<110/75 mm Hg) kann das Zystwachstum reduzieren.
• Die kombinierte ACEI/ART-Blockade ist bei eGFP ≥ 30 ml/min nicht mit zusätzlichen NW verbunden.
•
Nierenzysten
- Familienanamnese Atypische Präsentation
+ Familienanamnese
Genetik
ADPKD ?
“Ciliopathy Panel”
ADPKD
• Vergrößerte Nieren • Eingeschränkte Nierenfunktion (eGFR) • Arterialle Hypertonie • Extrarenale Manifestationen (z.B.
Leberzysten)
Kann die Progression (Zystenwachstum, Nierenvolumen) (spezifisch) beeinflusst werden ?
Komplikationen
• Aneurysmen • Leberzysten • Zystinfektionen • Arterielle Hypertonie
Progression ?
cAMP
cAMP
ADH
Ionen- und Flüssigkeits-
sekretion
cAMP
Nierenzyste
V2RB
Zystflüssigkeit
TEMPO 3/4 trial: Tolvaptan (vasopressin-2 receptor antagonist)
in patients with ADPKD (Torres et al., New Engl. J. Med. 2012)
1445 ADPKD patients
961: Tolvaptan 463: Placebo
3 years
TEMPO 3/4 trial: Tolvaptan in patients with ADPKD
(Torres et al., New Engl. J. Med. 2012)
Nieren-volumen
Anstieg (%) /Jahr
Anstieg (ml) /Jahr
Tolvaptan +2.8% + 48 ml
Placebo +5.5% + 92 ml
Differenz 2.7% 44 ml
GFR-Unterschied: 0,98 ml/min pro Jahr
Kreatinin (mg/dl)
Baseline 3 Jahre Follow-up
Tolvaptan 1,05 1,25 1,21 Placebo 1,04 1,26 1,27
GFR (ml/min/1.73 m2) Abnahme / Jahr
Tolvaptan - 2.72 Placebo - 3.70
TEMPO 3/4 trial: Tolvaptan in patients with ADPKD
(Torres et al., New Engl. J. Med. 2012)
Tolvaptan in patients with ADPKD (Erickson et al., Ann. Int. Med. 2013)
2.5 years 6.5 years
Überleben Dialyse-Beginn
3% Reduktion der TKV-Zunahme und 1 ml/min weniger eGFR-Verlust pro Jahr
TEMPO 3/4 trial: Tolvaptan and CKD stage I-III
(Torres et al., CJASN 2016)
TEMPO 3/4 trial: Tolvaptan and CKD stage Der Effekt von Tolvaptan hängt nicht der eGFR (CKD-Stadium 1-3) ab.
(Torres et al., CJASN 2016)
0.4 1.13 1.66 DeGFR (ml/min per year)
NW: Nur Hypernatriämie (Na > 150 mol/L) war Stadium-abhängig (häufiger in CKD3)
TEMPO 3/4 trial: Tolvaptan and Kidney Pain
(Casteleijn et al., Am J Kidney Dis 2017)
TEMPO 3/4 trial: Tolvaptan and Kidney Pain
(Casteleijn et al., Am J Kidney Dis 2017)
Control: 16.7%
Tolvaptan: 10.1%
p < 0.001
• Tolvaptan-Gruppe: Nierenschmerzen bei 10.1% • Kontroll-Gruppe: Nierenschmerzen bei 16.7%
(p < 0.001, Risikoreduktion 36%)
• Risikofaktoren: o weibl. Geschlecht o Nierenschmerzen in der Anamnese o HWI o Nierensteine
• Keine Risikofaktoren: Total Kidney Volume (TKV), Zunahme des TKV
TEMPO 3/4 trial: Tolvaptan in patients with ADPKD: Nebenwirkungen
(Torres et al., New Engl. J. Med. 2012)
Nur ca. 1/3 der Patienten gaben Polyuria bzw. Nykturie an !
TEMPO 3/4 trial: Tolvaptan in patients with ADPKD: Nebenwirkungen
(Torres et al., New Engl. J. Med. 2012)
FDA:Häufigkeit einer schwerwiegender Lebertoxizität ca. 1 : 3.000 (= INH).
EMA: monatliche Kontrollen der Leberwerte in
den ersten 18 Mo., anschließend alle 3 Mo.
Leberwerte Maßnahme ALT/AST < 3x Fortführung/Dosisreduktion
ALT/AST > 8x Dauerhafte Absetzung
ALT/AST > 5x für > 2 Wochen Dauerhafte Absetzung
ALT/AST > 3x + Bili. > 2x oder INR > 1,5
Dauerhafte Absetzung
ALT/AST > 3x + Leberschaden
Dauerhafte Absetzung
Urine Osmolality in TEMPO 3/4 trial (Devuyst et al., JASN 2016)
Even
t-fre
e su
rviv
al
Even
t-fre
e su
rviv
al
< -165
< -418
Parameter mit Effekt auf die Uosm bei Studien-Beginn (Mutivariate regression analysis):
Urin-Osmolalität (Studienbeginn) korreliert mit der Nierenfunktion.
Therapie-Erfolg korreliert mit Senkung der Urin-Osmolalität
Placebo
Tolvaptan
Kann eine Steigerung der Trinkmenge das Zystenwachstum verhindern? Effect of hydration on PKD disease progression
K. Hopp et al., Am J. Physiol. 2014
-2%
x 8
Die massive Steigerung der Trinkmenge hat keinen nennenswerten Effekt auf das TKV.
LKB
1
AMPK
mTO
R
54%
Kann Kalorien-Restriktion das Zystenwachstum verhindern?
G. Warner et al., JASN 2015
Kalorien-Restriktion hat einen positiven Effekt im Maus-PKD-Modell
Pilot-Studie: Kalorien-Restriktion in ADPKD
J. M. Taylor et al., Clin. Nutrition 2016
• Tolvaptan – reduziert das Zystenwachstum von 5,5 auf 2,8% pro
Jahr. – vermindert den Nierenfunktionsverlust um ca. 1
ml/min/1.73 m2. – reduziert Nierenschmerzen von 16,7 auf 10,1%. – hemmt die Progression in CKD I-III.
• Tolvaptan führt in ca. 1:3.000 Patienten zu einem Transaminasen-Anstieg; daher monatliches Monitoring von GPT/GOT in den ersten 18 Monaten.
Supplemental Table 1: Pre-clinical ADPKD therapies tested in animal models of cystic kidney disease. The table provides a summary of pre-clinical data obtained in rodent models of cystic kidney disease. In most cases, the combined kidney weight divided by body weight (KW/BW) was used as a read-out to assess the efficacy of a therapeutic intervention. The approximate effect was calculated from published figures, if the therapeutic effect was not quantified, and denoted as “≈ reduction in KW/BW”. Means are presented in Figure 3B to highlight the relative efficacy of new therapeutic approaches in relationship to cAMP and mTOR inhibition. Reagent Mode of Action Model Comments References cAMP & mTOR signaling OPC31260 V2 receptor inhibitor PCK (rat)
pcy Pkd2-/tm1Som
Pkd1lox2-11/lox2-11:tam KspCre
35% reduction in KW/BW (male rats) 57% reduction in KW/BW (4 to 30 weeks) 29/46% reduction in KW/BW (female/male mice) ≈25% reduction in KW
1 1 2 3
OPC-41061 (Tolvaptan)
V2 receptor inhibitor PCK (rat) Pkd1R3266C/R2377C
≈25% reduction in KW/BW 10% reduction in KW/BW
4 5
Pasireotide Stomatostatin analogue, binds to somatostatin receptor-1, -2, -3, and -5
Pkd1R3266C/R2377C Pkd2WS25/- PCK (rat)
14% reduction in KW/BW (23% reduction in KW/BW in combination with tolvaptan) 20% reduction in KW 14% reduction in KW
5
6
Rapamycin/ Sirolimus
TORC1 inhibitor Cy/+ (rat) bpk Cy/+ (rat) Pkd1 fl/fl: NestinCre
65% reduction in KW/BW 76% reduction in KW/BW 26% reduction in KW/BW 68% reduction in KW/BW
7 8 9
10 Everolimus TORC1 inhibitor Cy/+ (rat) 39% reduction in KW/BW 11 Folate-Rapamycin-Conjugate
Kidney-specific TORC1 inhibition
bpk 65% reduction in KW/BW (3.0 µmol/kg) 41% reduction in KW/BW (0.3 µmol/kg)
12
PP242 Dual TORC1/TORC2 inhibitor
Cy/+ (rat) 43% reduction in KW/BW (versus 58-68% reduction in KW/BW treated with 0.05-0.1 mg/kg/d sirolimus)
13
Rapamycin (R) Tolvaptan (T) AEZ-131 (A)
mTORC1 inhibitor V2 receptor inhibitor ERK inhibitor
PCK (rat) R: -19% cyst volume density T: -18% cyst volume density A: no effect R+T: -49% cyst volume density R+A: -42% cyst volume density T+A: no effect
14
Metformin Activator of AMPK / inhibition of mTORC1
Pkd1 fl/-: KspCre
Pkd1 fl/fl: tamCre 27% reduction in cyst index 28% reduction in cyst index
15
EGFR / MAP Kinase Signaling PD184352 MAP/ERK kinase
inhibitor pcy 36% reduction in KW/BW 16
Bosutinib SKI-606
Src inhibitor, inhibiting ErbB2 and B-Raf/Mek/ERK without affecting cAMP
bpk PCK (rat)
58% reduction in KW/BW 27% reduction in KW/BW
17
U0126 MEK1/2 inhibitor Pkd1 fl/-: KspCre Not effective 18 PLX5568 Raf kinase inhibitor Cy/+ (rat) Not effective 19 Sorafenib B-raf inhibitor Pkd2fl/-: tamCre 41% increase in liver cystic area 20 EKI-785 EKB-569
EGFR tyrosine kinase inhibitor
PCK (rat)
91% increase in KW/BW for EKI-785 33% increase in KW/BW for EKB-569
21
STAT3 / Inflammation Pyrimethamine Anti-parasitic
compound that inhibits STAT3 function
Pkd1fl/fl: Mx1Cre 22% reduction in KW/BW 22
Curcumin (polyphenol diferuloylmethane)
Substance derived from Curcuma Longa with inhibition of mTOR and STAT3 signaling
Pkd1 lox2-11/lox2-11: tam-KspCre
27% reduction in KW/BW 23
Neutrophil gelatinase- associated lipocalin (NGAL)
Secreted protein with anti-proliferative properties
Pkd1 fl/-: KspCre ≈50% reduction in KW/BW
24
Clodronate Macrophage depletion Pkd1fl/fl: Pkhd1Cre
≈28% reduction in KW/BW 25
Clodronate Macrophage depletion cpk 24% reduction in KW/BW 26 Cell cycle / Apoptosis / HDAC inhibition R-roscovitine S-CR8
Inhibition of cyclin-dependent kinases
Pkd1 lox21-23/ lox21-23/: tamCre
34% reduction in KW/BW for R-roscovitine 49% reduction in KW/BW for S-CR8
27
Valproic acid Trichostatin-A
Class I specific HDAC inhibitor Pan-HDAC inhibitor
Pkd1fl/fl: Pkhd1Cre Pkd2-/-
≈45% reduction in KW/BW ≈75% reduction in cyst area
28
29 Nicotinamide Pan-sirtuin inhibitor Pkd1 fl/-: KspCre ≈44% reduction in KW/BW 30
EX-527
Sirtuin-1 inhibitor Pkd1 hypo/hypo Pkd1 fl/-: KspCre Pkd1 hypo/hypo
≈70% reduction in KW/BW ≈46% reduction in KW/BW ≈65% reduction in KW/BW
STA-2842 SP90 inhibitor, induces the degradation of HSP90 client proteins
Pkd1fl/fl: tamCre ≈39% reduction in KW/BW
31
GT13072 SMAC (second mitochondria-derived activator of caspase) mimetic
Pkd1 fl/fl: KspCre
Pkd1 hypo/hypo
≈37% reduction in KW/BW, 1.23x survival time ≈64% reduction in KW/BW
32
Other interventions Genz-123346 Glucosylceramide
synthase inhibitor jck pcy Pkd1 lox21-23/ lox21-23/: tamCre
32/42% reduction in KW/BW (female/male mice) 20% reduction in KW/BW 24% reduction in KW/BW
33
HET-0016 Inhibitor of CYP4a and CYP4F, blocking synthesis of 20-HETE
PCK (rat)
24% reduction in KW/BW 34
Steviol Derivative of stevioside that inhibits CFTR and promotes AMPK activity
Pkd1(fl/f:) Pkhd1Cre 27% reduction in KW/BW 35
Pioglitazone PPARg agonist PCK (rat) 14% reduction in KW/BW (only male rats) 36 Triptolide Active diterpene of Lei
Gong Teng (Chinese medicine) triggers Ca2+ release by a TRPP2-dependent mechanism
Pkd1 -/- Pkd1 fl/-: KspCre
≈15% reduction in KW/BW 37. Ongoing trial in ADPKD patients 38
37-40
Gibt es weitere erfolgversprechende Therapie-Ansätze?
215 Patienten: Everolimus
218 Patienten: Placebo
33% Drop-out
15% Drop-out
mTOR-Hemmung in ADPKD
(Walz et al., NEJM 2010)
TKV (ml) Baseline 12 Mo 24 Mo Average / Year
Everolimus 2028 + 91 (4.5%)
+ 121 (6.0%)
3.5%
Placebo 1911 + 152 (8.0%)
+ 290 (15.2%)
7.7%
Difference -3.5% -9.2% - 4.2%
Per protocol Population
P = 0.009
TKV (ml) Baseline 12 Mo 24 Mo Average/Year
Everolimus 2028 + 102 (5%)
+ 230 (11,3%)
5,4%
Placebo 1911 + 157 (8.2%)
+ 301 (15.8%)
8%
Difference -3.2 % -4.5 % - 2.6%
Intention to treat Population
Everolimus in ADPKD
GFR (ml/min/1.73 m2) Decrease / Year
Everolimus - 5.5
Placebo - 3.5
Keine Verbesserung der Nierenfunktion trotz geringerer Zunahme des TKV !
Everolimus in ADPKD
Die genetische Entfernung von mTORC1 in der Niere hemmt das Zystenwachstum
PKD PKD ohne mTORC1
Age [weeks]
Survival [%]
PKD mTor +/+
PKD mTor +/-
PKD mTor -/-
PKD-Mäuse ohne mTORC1 leben länger !
Trotz Inaktivierung von mTORC1 kommt es zur Zystenbildung !
PKD PKD / kein mTORC1
mTOR
mTORC1
mTOR
mTORC2
IRS
PI3K PDK
AKT
TSC
Rheb
Growth Factor Receptor
308
473
Negatives Feedback fehlt: • mTORC1 hemmt PI3K/AKT.
• mTORC1-Hemmung führt zur
Aktivierung von PI3K/AKT
Hemmung von mTOR führt zur Aktivierung anderer Signalkaskaden
Cell Cycle
PKD – Kein TORC1 PKD
Inflammation Inflammation
Cell Cycle
Nach kurzer Zeit kommt es trotz mTOR-Hemmung zur Aktivierung von Zell-Zyklus und Entzündungsreaktionen
Gene expression profiling of 142 mice:
Top 10 Faktoren, welche das Zysten-Wachstum fördern
PKD – Kein TORC1 PKD
Hemmung von CDK4 mit Palbociclib steigert den Effect der mTORC1-Hemmung
PK
D
PK
D +
Pal
bo
PK
D -
mTO
RC
1 P
KD
- m
TOR
C1
+ P
albo
PK
D
PK
D +
Pal
bo
PK
D -
mTO
RC
1 P
KD
- m
TOR
C1
+ P
albo
PK
D
PK
D +
Pal
bo
PK
D -
mTO
RC
1 P
KD
- m
TOR
C1
+ P
albo
Figure 3
n.s.
* *
n.s.
n.s.
p = 0.05 *
Change in eGFR (ml/min/1.73m2 per year)
Reduction in TKV Increase (% / year)
-3
-2
-1
0
1
2
3
Sirolimus Everolimus Tempo 3/4 HALT PKD (Low RR)
Pravastatin *
*
n.s.
cAM
P
mTO
RC
1
AMPK
MAP
K
Infla
mm
atio
n
Cel
l Cyc
le
Epig
enet
ic
Apop
tosi
s
Chan
ges
in K
W/B
W (%
)
-80
-60
-40
-20
0
20
A
B
(n = 50) (n = 213) (n = 961) (n = 56) (n = 274)
Zellproliferation fördert das Zystenwachstum, aber Hemmung von Mitogen-aktivierten Proteinkinase
(MAPK) scheint nicht zu funktionieren.
Gibt es weitere erfolgversprechende Therapie-Ansätze?
RAS
bRAF
MEK1/2
ERK1/2
ERK1/2
FOS ETS
P P
P P
P P
P P P P P
P
P
SOS P P P
P
EGF
Aktivierung von MAPK triggert
Negatives Feedback.
RAS
bRAF
MEK1/2
ERK1/2
ERK1/2
FOS ETS
P
P P
P P
P P P P P
SOS
IGF PDGF
Sorafenib 41% TKV increase
EKI-785 / EKB 569 33-91% TKV increase
cRAF COT
P PI3K
PDK1
PKB
PLCg
Ca2+
PKC
EGF
Hemmung von MAPK verhindert
Negative Feedbacks…
U0126 Not effective
… und führt zum “bypass signaling”.
• Bypass Signaling bei ADPKD: Hemmung einer Signalkaskade führt (ähnlich wie bei Tumoren) zur Aktivierung anderer Signalkaskaden
• Eine effektive (Langzeit-) Therapie besteht vermutlich aus einer sequentiellen oder Kombinations-Therapie.
• Die (Langzeit-) Nebenwirkungen potentieller Therapeutika sind zu berücksichtigen.
• Entzündung spielt möglicherweise bei der Progression eine wichtige (wenig beachtete) Rolle.
- Familienanamnese Atypische Präsentation
+ Familienanamnese
Genetik
ADPKD ?
“Ciliopathy Panel”
ADPKD
• Vergrößerte Nieren • Eingeschränkte Nierenfunktion (eGFR) • Arterialle Hypertonie • Extrarenale Manifestationen (z.B.
Leberzysten)
Komplikationen • Aneurysmen • Leberzysten • Zystinfektionen • Arterialle Hypertonie
Progression
Hohes Risiko
Spezifische Therapie
Stereometrische Volumenbestimmung (z.B. CRISP, TEMPO ¾, EuroCyst-Studie)
Patienten mit einem hohen Progressionsrisiko sollte eine spezifische Therapie empfohlen werden.
• Die Indikation für Tolvaptan (Zulassung für Patienten mit einem hohen Progressionsrisiko, CKD I-III) muss individuell gestellt und mit dem Patienten diskutiert werden.
• Der Patient entscheidet in Abhängigkeit von seiner Situation und seinen Prioritäten (Beruf, Lebensqualität, etc.)
• Damit der Patient eine rationale Entscheidung treffen kann, benötigt er „quantitative“ Daten“.
• Das TKV ist gegenwärtig der beste Parameter (in Verbindung mit Geschlecht, Alter und Kreatinin), um den Verlauf der Erkrankung abzuschätzen.
- Familienanamnese Atypische Präsentation
+ Familienanamnese
Genetik
ADPKD ?
“Ciliopathy Panel”
ADPKD
• Vergrößerte Nieren • Eingeschränkte Nierenfunktion (eGFR) • Arterialle Hypertonie • Extrarenale Manifestationen (z.B.
Leberzysten)
Komplikationen • Aneurysmen • Leberzysten • Zystinfektionen • Arterialle Hypertonie
Progression
Hohes Risiko
Spezifische Therapie
Niedriges Risiko
Standard of Care
• RR ≤ 120/80 mm Hg • Aneurysm (bei positiver FA) • Genetik (bei speziellen Indikationen) • Herzecho (Mitralklappen-Prolaps) • Koloskopie
• Statine
Patienten mit einem niedrigen Progressionsrisiko sollten den “Standard-of-Care” erhalten.
Age 8-22 yeras
Pravastatin in ADPKD (M.A. Cadnapaphornchai et al., CJASN 2014)
Pravastatin in ADPKD (M.A. Cadnapaphornchai et al., CJASN 2014)
TKV corrected for height (HtTKV)
Left ventricular mass index
(LVMI)
Urinary micro-
albumin excretion
(UAE)
Vielen Dank fürs Zuhören!