Die Rolle von YAP1 in der Fibrose, untersucht durch den chirurgischen Heilungsprozess.

Summary description of the study

Nach einer Verletzung löst unser Körper einen Reparaturprozess aus, um den geschädigten Bereich zu heilen. Bei erwachsenen Säugetieren führt dieser Prozess jedoch in der Regel zur Bildung von Narbengewebe oder Fibrose. Diese Fibrose ist irreversibel und führt oft zu einer Beeinträchtigung der Funktion des betroffenen Organs. Ein großer Teil der nicht gewaltsamen Todesfälle in westlichen Ländern ist auf Fibrose im betroffenen Organ zurückzuführen, was die Bedeutung unterstreicht, den zugrunde liegenden Prozess sowohl aus wissenschaftlicher als auch aus medizinischer Sicht besser zu verstehen. Um den Fibroseprozess zu veranschaulichen, können wir das Beispiel der Hautheilung bei Erwachsenen heranziehen. Im Gegensatz zur Haut von Embryonen, die sich nach einer Verletzung vollständig regenerieren kann, ohne eine Narbe zu hinterlassen, repariert sich die Haut bei erwachsenen Säugetieren, indem sie fibrotisches Narbengewebe bildet. Die erwachsene Haut bietet daher ein ideales Modell zur Untersuchung der Fibrose, da die meisten Schritte des Heilungsprozesses mit bloßem Auge sichtbar sind. Fibroblasten, spezifische Zellen, spielen eine Schlüsselrolle in der Fibrose. Studien haben gezeigt, dass es zwei Arten von Fibroblasten gibt, und ihre Umwandlung wird durch ein Protein namens YAP1 reguliert. Verteporfin, ein seit 2000 für die intravenöse Behandlung in der photodynamischen Therapie zugelassenes Medikament, ist ein YAP1-Inhibitor und hat wiederholt seine antifibrotischen Wirkungen nicht nur in Mausmodellen, sondern auch an menschlichen Proben gezeigt. Diese Entdeckungen über YAP1 und seine Hemmung durch Verteporfin eröffnen Hypothesen, dass man schließlich diese fibrotischen Zustände verhindern oder behandeln könnte. Verteporfin ist für die intravenöse Verabreichung mit einem guten Sicherheitsprofil zugelassen, und wir schlagen vor, ihr antifibrotisches Potenzial zu untersuchen, indem wir einen Teil der zugelassenen Dosis lokal in Wunden injizieren.

(BASEC)

Intervention under investigation

Der erste Kontakt mit potenziellen Teilnehmern erfolgt bei ihrem regulären Besuch nach der Entfernung eines Muttermals. Bei diesem Besuch werden wir die Studie jedem Patienten vorstellen, für den eine zusätzliche Exzision mit einem Sicherheitsrand von 5 mm aufgrund eines in situ Melanoms oder eines schwer dysplastischen Nävus am Rücken angezeigt ist (um sicherzustellen, dass alle Patienten ihre Exzision mit Sicherheitsrand innerhalb des Standardzeitraums von sechs Wochen erhalten, akzeptieren wir auch Patienten, die den Eingriff an einem anderen anatomischen Standort benötigen, wenn eine bestimmte Gruppe nicht innerhalb von 4 Wochen nach der Einschreibung ihres ersten Patienten gefüllt werden kann).

Die Intervention der Studie findet am Tag der Exzision des Sicherheitsrands statt. 2 Biopsien der ursprünglichen Narbe werden zur histologischen Analyse und scRNA-seq entnommen. Anschließend wird entweder das Studienmedikament (Verteporfin) oder das Placebo (NaCl 0,9 %) in die chirurgische Wunde injiziert, bevor sie genäht wird.

3 Tage (+/- 2) nach dem chirurgischen Eingriff wird eine kurze Konsultation organisiert, um die Vitalzeichen zu messen und nach möglichen Sicherheitsproblemen und Nebenwirkungen zu fragen.

14 Tage (+/- 2) nach der Operation findet die übliche postoperative Konsultation mit fotografischer Dokumentation des operierten Bereichs und der Messung klinischer Scores, Vitalzeichen und eines Fragebogens zur Bewertung der Patientenergebnisse statt.

Ein Follow-up-Besuch findet 90 Tage (+/- 10) nach dem Eingriff statt, bei dem 2 neue Biopsien im reparierten Gewebe entnommen werden. Darüber hinaus werden fotografische Dokumentationen, klinische Scores und der Fragebogen erfasst.

Der zweite und letzte Follow-up-Besuch findet 180 Tage (+/- 10) nach dem Eingriff mit fotografischer Dokumentation, klinischen Scores und dem Fragebogen statt.

(BASEC)

Disease under investigation

Nach einer Verletzung initiiert der Körper einen Reparaturprozess, um den geschädigten Bereich zu heilen. Bei erwachsenen Säugetieren führt dieser Reparaturprozess zur irreversiblen Bildung von fibrotischem Gewebe. Fibrotisches Gewebe ist Narbengewebe, das durch eine übermäßige Ablagerung von Kollagen und anderen Komponenten der extrazellulären Matrix gekennzeichnet ist. Es handelt sich um eine Art nicht-funktionales fibrotisches Gewebe, das oft die Funktion des betroffenen Organs in unterschiedlichem Maße beeinträchtigt. Nicht gewaltsame Todesfälle sind in der Regel auf das Versagen eines Organs zurückzuführen. In den entwickelten Ländern sind Organversagen bei nicht gewaltsamen Todesfällen, sei es aufgrund von Nieren-, Leber-, Lungen-, Herz- oder anderen Erkrankungen, hauptsächlich auf nicht-funktionales Reparaturgewebe zurückzuführen, das als Fibrose bezeichnet wird. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, den Fibroseprozess sowohl aus wissenschaftlicher als auch aus medizinischer Sicht zu verstehen, um Strategien zur Prävention oder sogar Behandlung dieser fibrotischen Zustände zu entwickeln, die zu einem Funktionsverlust eines Organs führen können. Ein gutes Mittel zur Veranschaulichung des Fibroseprozesses ist die Hautheilung bei Erwachsenen. Im Gegensatz zur Haut von Embryonen, die sich nach einer Verletzung vollständig regenerieren kann, repariert sich die Haut bei erwachsenen Säugetieren, indem sie fibrotisches Narbengewebe bildet. Da nahezu der gesamte Heilungsprozess mit bloßem Auge sichtbar ist, ist die erwachsene Haut ein ideales Modell zur Untersuchung der Fibrose. Fibrose ist hauptsächlich auf Fibroblasten zurückzuführen, die die Hauptzellen sind, die zur Entstehung von Fibrose beitragen. Kürzlich haben Forscher zwei verschiedene Typen von Fibroblasten basierend auf ihrer embryonalen Entwicklung identifiziert: En1-positive Fibroblasten (EPF) und En1-negative Fibroblasten (ENF). ENF sind für die vollständige Regeneration während der embryonalen Entwicklung verantwortlich, aber mit fortschreitender fötaler Entwicklung werden EPF dominant, was zu einer Wundheilung mit Narbenbildung ab der Geburt führt. EPF gelten als verantwortlich für die Narbenbildung (=Fibrose), während ENF zu einer vollständigen Regeneration ohne Narbe bei Embryonen führen. Experimentelle Studien an Mäusen haben diese Theorie bestätigt, indem sie gezeigt haben, dass die Transplantation von ENF in Wunden zu einer Gewebereparatur ohne sichtbare Narbe führt. Eine andere Studie an einem Mausmodell analysierte die Funktion von Fibroblasten bei der Narbenbildung und zeigte ebenfalls, dass EPF hauptsächlich für die Narbenbildung verantwortlich sind. Die Mechanotransduktionssignalisierung bezieht sich auf den Prozess, durch den Zellen mechanische Spannungen erkennen und darauf reagieren. Im Kontext der Wundheilung kann mechanische Spannung die Mechanotransduktionswege aktivieren, was zur Umwandlung von ENF in postnatale EPF (pEPF) führt. Die Aktivierung des mit der Yes-assoziierten Protein 1 (YAP1) verbundenen Signals spielt eine wichtige Rolle in diesem Umwandlungsprozess. YAP1 ist an wichtigen biologischen Prozessen beteiligt und kann als molekularer Schalter betrachtet werden, der in der Lage ist, verschiedene Signale, die mit dem Zellwachstum und der Gewebeentwicklung verbunden sind, zu aktivieren oder zu deaktivieren. In einem Mausmodell verhinderte die Hemmung von YAP1 durch die Injektion von Wunden mit einem YAP1-Inhibitor namens Verteporfin die Umwandlung von ENF in pEPF und führte zu einer vollständigen Regeneration der Haut ohne sichtbares Narbengewebe, weder mit bloßem Auge noch histologisch. Was ist dieses Medikament, die Verteporfin? Verteporfin wird offiziell in einer Behandlung namens photodynamische Therapie verwendet, um bestimmte Augenprobleme zu behandeln. In dieser Therapie wird Verteporfin dem Patienten durch intravenöse Injektion verabreicht und wirkt als Photosensibilisator, was bedeutet, dass sie die Zellen des Patienten lichtempfindlicher macht. Wenn eine Lichtquelle auf den Zielbereich angewendet wird, löst sie eine Reaktion aus, die zur Zerstörung abnormaler Zellen führt. Verteporfin ist seit mehr als zwanzig Jahren in der Schweiz von Swissmedic und in den USA von der Food and Drug Administration (FDA) zugelassen. Sie wurde zahlreichen Tests unterzogen und hat ein außergewöhnliches Sicherheitsprofil gezeigt. Eine weitere neuere Studie hat ihre Sicherheit und Wirksamkeit in dieser Indikation bestätigt. Kürzlich hat Verteporfin sogar vielversprechende Ergebnisse gezeigt, wenn sie außerhalb ihrer offiziellen Indikation der photodynamischen Therapie verwendet wird. Durch die Hemmung von YAP1 haben Studien gezeigt, dass Verteporfin auch ohne Lichtaktivierung antitumorale Wirkungen haben kann. Diese Entdeckung ist aufregend, da sie darauf hindeutet, dass Verteporfin selbst schädliche Verhaltensweisen von Krebszellen hemmen kann. Um zum Hauptthema unserer Studie zurückzukehren, wird Verteporfin auch auf ihre Fähigkeit untersucht, Fibrose zu reduzieren. Studien haben gezeigt, dass YAP1 in der Regel in fibrotischen Zuständen überexprimiert ist und dass die Hemmung von YAP1 durch Verteporfin zu einer Verringerung der Fibrose führen kann. Zum Beispiel haben Experimente an Mäusen gezeigt, dass, wenn Verteporfin in die Haut von verletzten Mäusen injiziert wird, eine vollständige Regeneration der Haut ohne Narbenbildung erfolgt. In einer anderen Studie zeigten Mäuse mit durch einen Herzinfarkt verursachter Herzfibrose eine signifikante Verringerung der Fibrose nach der Verabreichung von Verteporfin. Darüber hinaus hat sich Verteporfin als vielversprechend erwiesen, um die Proliferation von Fibroblasten zu reduzieren, selbst in menschlichen Proben. Zum Beispiel wurden die Fibroblasten in Keloiden, die Narben sind, die eine abnormale Heilung mit übermäßiger Narbenbildung erfahren, durch Verteporfin gehemmt, was zu einer Verringerung der Fibrose führte. Viele andere fibrotische Zustände wurden an menschlichen Proben untersucht und zeigten, dass Verteporfin zu einer Verringerung der Kollagenansammlung und einer Verbesserung der fibrotischen Zustände führt. Die Entdeckung von YAP1, seine Hemmung durch Verteporfin und deren Auswirkungen auf Fibroblasten während der Gewebereparatur stellen einen wichtigen Schritt in unserem Verständnis des Fibroseprozesses dar. Diese innovativen Forschungen sind sehr vielversprechend, nicht nur um die Ergebnisse der Wundheilung zu verbessern, sondern auch um Organe mit nicht-funktionalem fibrotischem Gewebe nach einer Verletzung zu verhindern oder zu behandeln. Zusammenfassend ist Verteporfin für intravenöse Injektionen im Rahmen der photodynamischen Therapie zugelassen. Darüber hinaus wurde sie auf ihre krebshemmenden und antifibrotischen Eigenschaften untersucht. Die kritische Rolle von YAP1 in der Fibrose wurde auf der Grundlage unwiderlegbarer Beweise aus tierischen und menschlichen Proben etabliert. Die bemerkenswerte Verringerung der Fibrose, die durch die Hemmung von YAP1 mit Verteporfin beobachtet wurde, spricht für den Start einer Validierungsstudie beim Menschen. Verteporfin ist für die intravenöse Verabreichung ohne Sicherheitsprobleme bis jetzt zugelassen. Auch die experimentellen Studien, die sie topisch verwenden, haben keine erheblichen Nebenwirkungen gezeigt. Daher schlagen wir vor, sie lokal durch intradermale Injektionen mit einer Gesamtdosis von < 3 % der zugelassenen intravenösen Dosis zu verwenden. Das bevorzugte Organ ist die Haut, da dermatologische Eingriffe zahlreich und standardisiert sind und der Reparaturprozess der Haut sowohl klinisch, mit bloßem Auge und durch Palpation als auch histologisch leicht beobachtet werden kann.

(BASEC)

Sponsor

Jöri Pünchera, Hôpitaux Universitaires de Genève

(BASEC)

Name of the authorising ethics committee (for multicentre studies, only the lead committee)

Ethics Committee Geneva

(BASEC)

Date of authorisation

28.11.2024

(BASEC)

Results of the trial