PeptideInsightBaza danych badań nad peptydami terapeutycznymi

NGF (Nerve Growth Factor)

Znany również jako: Cenegermin, Oxervate, Beta-NGF, rhNGF, NGF-beta, Nerve Growth Factor

Neurotrophin · Ophthalmology · Neuroprotection · Approved · PainZatwierdzony FDAInsufficient

Ostatnia aktualizacja: 2026-04-16

This resource is for educational purposes only. It does not constitute medical advice. We do not sell peptides or recommend products.

OŚRODEK INFORMACJI O LEKACH I TERAPIACH

1. Przegląd

Czynnik wzrostu nerwów (NGF) jest członkiem założycielem rodziny neurotrofin i prawdopodobnie najważniejszym historycznie czynnikiem wzrostu w neuronauce. NGF został odkryty przez włoską neuroembriolożkę Ritę Levi-Montalcini na początku lat 50. XX wieku, która zaobserwowała, że przeszczepiona tkanka guza myszy wywołała masywny przerost zwojów współczulnych i czuciowych u zarodków kurzych. Współpracując z biochemikiem Stanleyem Cohenem na Uniwersytecie Waszyngtońskim, Levi-Montalcini oczyściła i scharakteryzowała odpowiedzialne białko. Odkrycie NGF ustanowiło ramy koncepcyjne rozpuszczalnych czynników troficznych jako sygnałów przeżycia dla rozwijających się neuronów, zasady obecnie centralnej dla neuronauki. Levi-Montalcini i Cohen podzielili się Nagrodą Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w 1986 roku za odkrycie NGF i naskórkowego czynnika wzrostu (EGF) [1].

Biochemicznie, dojrzałe białko NGF składa się ze 120 reszt aminokwasowych (około 13,5 kDa) i pochodzi z proteolitycznego przetwarzania białka prekursorowego o 241 aminokwasach zwanego proNGF. Prekursor jest cięty w miejscu Arg-Ser-Lys-Arg przez furynę/konwertazę proproteinową, uwalniając dojrzałe beta-NGF, które następnie tworzy niekowalencyjne homodimery o masie około 26 kDa, stanowiące formę aktywną biologicznie [2]. NGF przyjmuje charakterystyczną strukturę typu cystine-knot, wspólną z innymi neurotrofinami (BDNF, NT-3, NT-4/5), czynnikiem wzrostu transformacji beta (TGF-beta) i płytkopochodnym czynnikiem wzrostu (PDGF), a interfejs dimeryczny jest pośredniczony przez kontakty hydrofobowe.

NGF wywiera swoje efekty biologiczne poprzez wiązanie się z dwoma strukturalnie niepowiązanymi receptorami: TrkA (tropomyosin receptor kinase A, kodowany przez gen NTRK1), receptorem kinazy tyrozynowej o wysokim powinowactwie, który pośredniczy w sygnałach przeżycia, różnicowania i wzrostu aksonów poprzez szlaki Ras/MAPK, PI3K/Akt i PLCgamma; oraz p75NTR (receptor neurotrofin o niskim powinowactwie, członek nadrodziny receptorów TNF), który może pośredniczyć w sygnałach pro-przeżyciowych lub pro-apoptotycznych w zależności od kontekstu komórkowego i formy liganda. Prekursor proNGF preferencyjnie wiąże się z p75NTR w kompleksie z receptorem sortującym sortiliną, wywołując zaprogramowaną śmierć komórki, podczas gdy dojrzałe NGF preferencyjnie aktywuje TrkA, promując przeżycie [17].

W fizjologii NGF jest produkowany przez unerwione współczulnie tkanki obwodowe, keratynocyty, komórki tuczne, komórki odpornościowe, prostatę, łożysko i gruczoł podżuchwowy (który u samców myszy zawiera najwyższe zarejestrowane stężenie NGF spośród wszystkich tkanek). Główne populacje komórek zależnych od NGF obejmują neurony zazwojowe współczulne, neurony czuciowe nocyceptywne małej średnicy (włókna C peptydynergiczne eksprymujące TrkA i receptor kapsaicyny TRPV1) oraz neurony cholinergiczne przedniego mózgu (które są celem terapii choroby Alzheimera od ponad trzech dekad) [1][23].

Klinicznie, rekombinowany ludzki NGF (cenegermin-bkbj, nazwa handlowa Oxervate, opracowany przez Dompe farmaceutici) został zatwierdzony przez FDA USA 22 sierpnia 2018 r. do leczenia neurotroficznego zapalenia rogówki u dorosłych. Był to pierwszy zatwierdzony przez FDA preparat biologiczny oparty na neurotrofinie i stanowi jedyne obecnie rutynowo stosowane zastosowanie kliniczne agonisty NGF. Natomiast próby farmakologicznego blokowania sygnalizacji NGF za pomocą przeciwciał monoklonalnych anty-NGF (tanezumab, fasinumab) w leczeniu bólu przewlekłego napotkały na problemy z bezpieczeństwem stawów zależne od dawki i czasu trwania, co doprowadziło do głosowania 19-1 przez Komitet Doradczy ds. Zapaleń Stawów FDA przeciwko zatwierdzeniu tanezumabu i listu z odpowiedzią całkowitą w marcu 2021 r. [24][27].

Molecular Weight
~13.5 kDa (mature monomer); ~26 kDa (biologically active homodimer); ~27 kDa (proNGF precursor monomer)
Mature Sequence
120 amino acids, processed from a 241-amino-acid precursor (proNGF) by furin or plasmin at the Arg-Ser-Lys-Arg site
Receptors
TrkA (NTRK1, high-affinity receptor tyrosine kinase) and p75NTR (pan-neurotrophin receptor; TNFR superfamily)
Gene
NGF (human chromosome 1p13.2)
Structure
Cystine-knot fold; homodimer held by hydrophobic interface; three intramolecular disulfide bonds per monomer
Endogenous Sources
Submandibular glands (male mice), prostate, placenta, sympathetically innervated target tissues, cornea, keratinocytes, mast cells, immune cells
FDA Status
Cenegermin-bkbj (Oxervate) approved August 22, 2018 for neurotrophic keratitis in adults; 20 mcg/mL ophthalmic solution
Discovery
Rita Levi-Montalcini (1952 identification in mouse sarcoma; 1986 Nobel Prize in Physiology or Medicine, shared with Stanley Cohen)

2. Struktura i biosynteza

proNGF, dojrzałe NGF i przetwarzanie

Gen NGF na ludzkim chromosomie 1p13.2 koduje preprobiałko składające się z 241 aminokwasów. Peptyd sygnałowy jest usuwany koadaptacyjnie, dając proNGF (monomer o masie około 27 kDa). proNGF jest dalej przetwarzany wewnątrzkomórkowo przez furynę lub zewnątrzkomórkowo przez metaloproteinazę macierzy 7 (MMP-7) lub plazminę, uwalniając dojrzały łańcuch beta-NGF składający się ze 120 aminokwasów. Dojrzałe białko zawiera trzy wiązania dwusiarczkowe wewnątrzłańcuchowe, które stabilizują rdzeń typu cystine-knot [2][18].

Zarówno proNGF, jak i dojrzałe NGF są wydzielane i aktywne biologicznie, ale mają odmienne efekty biologiczne ze względu na różnice w preferencji receptorów. W dorosłym mózgu proNGF, a nie dojrzałe NGF, jest dominującą formą molekularną. Analizy pośmiertne wykazują około dwukrotny wzrost proNGF w korze ciemieniowej mózgów z chorobą Alzheimera w porównaniu z grupą kontrolną dobraną pod względem wieku, co sugeruje, że upośledzona konwersja proNGF do NGF przyczynia się do degeneracji cholinergicznej przedniego mózgu [18].

Dimerowanie i struktura typu cystine-knot

Dojrzałe NGF tworzy ścisły, niekowalencyjny homodimer (o masie około 26 kDa). Każdy monomer składa się z dwóch par skręconych antyrównoległych beta-nici połączonych trzema pętlami powierzchniowymi i stabilizowanych przez trzy wiązania dwusiarczkowe wewnątrzłańcuchowe ułożone w motyw cystine-knot, wspólny z innymi neurotrofinami, TGF-beta i PDGF. Dimerowanie jest wymagane do produktywnego wiązania receptora; dimer krzyżuje dwa zewnątrzkomórkowe domeny TrkA, indukując trans-autofosforylację wewnątrzkomórkowych domen kinazowych [2][30].

Endogenne źródła tkankowe

NGF jest eksprynowany przez szeroki zakres tkanek obwodowych i ośrodkowych:

  • Tkanki obwodowe: keratynocyty i fibroblasty skóry, rogówka (komórki nabłonka i zrębu), pęcherz moczowy, prostata, łożysko, komórki tuczne i aktywowane limfocyty T
  • Tkanki docelowe unerwienia współczulnego: serce, śledziona, gruczoły ślinowe, szyszynka, tęczówka; NGF produkowany w tych miejscach jest transportowany wstecznie wzdłuż aksonów współczulnych do ciał komórkowych w górnym zwoju szyjnym
  • Ośrodkowy układ nerwowy: kora, hipokamp (neurony eksprymujące NGF), z transportem wstecznym do neuronów cholinergicznych przedniego mózgu w przegrodzie przyśrodkowej i jądrze podstawnym Meynerta
  • Konteksty zapalno-immunologiczne: NGF jest zwiększony w tkankach objętych stanem zapalnym (w tym w błonie maziowej w reumatoidalnym zapaleniu stawów i chorobie zwyrodnieniowej stawów, pęcherzu w zapaleniu pęcherza z bólem, skórze w atopowym zapaleniu skóry), gdzie przyczynia się do obwodowej sensytyzacji i zapalenia neurogennego

Gruczoł podżuchwowy dorosłego samca myszy jest najbogatszym naturalnym źródłem NGF i stanowił materiał wyjściowy dla większości prac biochemicznych z lat 60.-90. XX wieku [1][23].

3. Farmakologia receptorów: TrkA kontra p75NTR

TrkA: receptor przeżycia o wysokim powinowactwie

TrkA (tropomyosin receptor kinase A, produkt genu NTRK1) jest receptorem kinazy tyrozynowej transbłonowej składającym się z 790 aminokwasów. Wiązanie NGF indukuje dimerowanie TrkA i trans-autofosforylację reszt tyrozynowych w pętli aktywacyjnej (Y670, Y674, Y675) i miejscach dokowania C-końcowych (Y490, Y785). Te fosfotyrozyny rekrutują białka adaptorowe (Shc, FRS2, PLCgamma), które aktywują trzy główne kaskady w dół:

  • Szlak Ras-Raf-MEK-ERK (MAPK): napędza różnicowanie neuronów, wzrost neurytów i odpowiedzi transkrypcyjne poprzez CREB
  • Szlak PI3K-Akt: promuje przeżycie neuronów poprzez hamowanie czynników proapoptotycznych BAD i transkrypcyjnych FOXO oraz poprzez zwiększanie ekspresji członków rodziny Bcl-2 działających antyapoptotycznie
  • Szlak PLCgamma-PKC-Ca2+: moduluje kanały jonowe, ekspresję genów i plastyczność synaptyczną

TrkA jest eksprynowany na neuronach współczulnych, neuronach nocyceptywnych zwojów grzbietowych (włókna C peptydynergiczne małej średnicy), neuronach cholinergicznych przedniego mózgu, komórkach nabłonka rogówki, nerwach rogówki i niektórych komórkach odpornościowych. Mutacje powodujące utratę funkcji w NTRK1 powodują wrodzoną niewrażliwość na ból z anhydrozą (CIPA, HSAN typ IV), ciężki zespół recesywny charakteryzujący się brakiem nocyceptorów, brakiem potliwości i zmiennym upośledzeniem umysłowym, bezpośrednio demonstrując potrzebę TrkA w rozwoju ludzkich nocyceptorów i neuronów współczulnych [14].

p75NTR: receptor pan-neurotrofinowy z sygnalizacją zależną od kontekstu

p75NTR (NGFR, CD271) jest receptorem transbłonowym typu I składającym się z 399 aminokwasów, z czterema zewnątrzkomórkowymi domenami bogatymi w cysteinę (nadrodzina receptorów TNF) i wewnątrzkomórkową domeną śmierci. Wiąże wszystkie neurotrofiny (NGF, BDNF, NT-3, NT-4) z niskim (nanomolowym) powinowactwem. Sygnalizacja p75NTR jest wysoce zależna od kontekstu:

  • Z TrkA: p75NTR zwiększa powinowactwo i specyficzność wiązania NGF do TrkA i przyczynia się do sygnalizacji pro-przeżyciowej
  • Samodzielnie, z dojrzałym NGF: może sygnalizować zatrzymanie cyklu komórkowego, mielinizację lub ograniczoną apoptozę w zależności od kontekstu
  • Z sortiliną (rodzina VPS10), związaną przez proNGF: tworzy kompleks proapoptotyczny o wysokim powinowactwie, który aktywuje śmierć komórki zależną od JNK w neuronach pozbawionych TrkA

Oś proNGF/p75NTR/sortilina została zdefiniowana przez Nykjaer i współpracowników, którzy wykazali, że proNGF, ale nie dojrzałe NGF, wiąże sortilinę, tworząc kompleks sygnalizacyjny typu ternarnego, który wywołuje apoptozę zależną od p75NTR [17]. Oś ta jest zaangażowana w śmierć neuronów dorosłych po urazach, napadach padaczkowych i w chorobie Alzheimera, stanowiąc podstawę molekularną do celowania w przetwarzanie proNGF lub sygnalizację p75NTR w neurodegeneracji.

Forma liganda determinuje biologię: dojrzałe NGF kontra proNGF

Równowaga TrkA/p75NTR, w połączeniu z tym, czy ligandem jest dojrzałe NGF, czy proNGF, określa, czy NGF wywiera efekty pro-przeżyciowe, czy pro-apoptotyczne. W chorobie Alzheimera zmniejszona konwersja proNGF do dojrzałego NGF w korze przesuwa równowagę w kierunku sygnalizacji proNGF/p75NTR/sortilina i może przyspieszać degenerację cholinergicznej przedniego mózgu [18]. Ta równowaga motywowała strategie zastępowania NGF (rekombinowany NGF lub terapia genowa NGF) w chorobie Alzheimera, a także informowała projekt "bezbolesnych" mutantów NGF, które zachowują troficzną sygnalizację TrkA, ale unikają pro-nocyceptywnych efektów p75NTR [16].

4. Biologia bólu i terapeutyczna klasa anty-NGF

NGF jako główny regulator bólu zapalnego

Dojrzałe NGF jest kluczowym obwodowym mediatorem hiperalgezji zapalnej. W tkankach objętych stanem zapalnym ekspresja NGF jest szybko indukowana przez TNF-alfa, IL-1-beta i inne cytokiny. NGF następnie działa na nocyceptory eksprymujące TrkA poprzez wiele mechanizmów:

  • Ostra sensytyzacja: sygnalizacja TrkA potęguje aktywność TRPV1 (receptor kapsaicyny/ciepła) i przesuwa jego próg termiczny, powodując hiperalgezję cieplną w ciągu kilku minut
  • Sensytyzacja transkrypcyjna: NGF napędza zwiększanie ekspresji TRPV1, Na(V)1.8, BDNF i neuropeptydów (substancja P, CGRP) w somach nocyceptorów, wzmacniając przyszłe reakcje
  • Zapalenie neurogenne: uwalnianie substancji P i CGRP ze zakończeń obwodowych stymulowane przez NGF powoduje ekstrawazację osocza, rozszerzenie naczyń i degranulację komórek tucznych
  • Pączkowanie: przewlekłe podwyższenie NGF w tkankach, takich jak błona maziowa stawu w chorobie zwyrodnieniowej stawów lub pęcherz, indukuje pączkowanie nocyceptorów, zwiększając gęstość zakończeń i unerwienie czuciowe [27][29]

Podwyższony NGF jest wykrywalny w błonie maziowej i płynie stawowym w chorobie zwyrodnieniowej stawów, tkance krążka międzykręgowego w przewlekłym bólu dolnej części pleców, pęcherzu w zespole bólu pęcherza/śródmiąższowym zapaleniu pęcherza, prostacie w przewlekłym zapaleniu prostaty i skórze w neuropatii cukrzycowej, pozycjonując terapię anty-NGF jako logiczny cel dla wielu przewlekłych schorzeń bólowych.

Tanezumab i Fasinumab: przeciwciała monoklonalne anty-NGF

Humanizowane (tanezumab, Pfizer/Eli Lilly) i w pełni ludzkie (fasinumab, Regeneron/Teva) przeciwciała monoklonalne IgG, które wychwytują krążący NGF i zapobiegają jego wiązaniu z TrkA, zostały opracowane w latach 2000. i 2010. jako nieopioidowe leki przeciwbólowe w leczeniu bólu przewlekłego. Kluczowe kamienie milowe badań klinicznych obejmują:

  • Lane i wsp., NEJM 2010 (tanezumab OA faza 2/3 proof-of-concept): wykazał wyraźną skuteczność przeciwbólową w chorobie zwyrodnieniowej stawu kolanowego (45-62% redukcja bólu kolana podczas chodzenia w porównaniu z 22% placebo), ale ujawnił przypadki szybko postępującej choroby zwyrodnieniowej stawów (RPOA), co doprowadziło do częściowego wstrzymania badań klinicznych przez FDA dla całej klasy anty-NGF w 2010 r. [5]
  • Schnitzer i wsp., JAMA 2019 (tanezumab OA faza 3): podskórny tanezumab w dawce 2,5 mg i 5 mg co 8 tygodni poprawił ból/funkcję wg WOMAC w porównaniu z placebo, ale wykazał zależne od dawki wskaźniki RPOA wynoszące 1,3-2,2% [7]
  • Markman i wsp., Pain 2020 (tanezumab przewlekły ból dolnej części pleców faza 3): wykazał przewagę nad placebo, ale nie nad porównywalnym lekiem NLPZ, ze zwiększoną liczbą zdarzeń niepożądanych dotyczących stawów [6]
  • Dakin i wsp., Arthritis Rheumatol 2019 i Annals RMD 2020 (fasinumab OA i ból pleców faza 2b/3): podobna skuteczność i podobna zależna od dawki artropatia [8][9]

Problem RPOA i odrzucenie przez FDA w 2021 r.

Szybko postępująca choroba zwyrodnieniowa stawów (RPOA) to fenotyp destrukcji kości podchrzęstnej i chrząstki obserwowany z wyższą niż oczekiwano częstością u pacjentów leczonych anty-NGF. RPOA typu 1 to przyspieszona utrata przestrzeni stawowej; RPOA typu 2 obejmuje złamanie z powodu niewydolności podchrzęstnej, zmiany przypominające martwicę kości i zapadnięcie się stawu, często wymagające wczesnej alloplastyki. Połączona zaślepiona ocena (Hochberg i wsp., 2016) ustaliła klasyfikację i wskaźniki RPOA [24]. Przyczyniające się mechanizmy obejmują:

  • Usunięcie ochronnego sygnału bólowego pozwala na przeciążenie stawów ze strukturalnymi uszkodzeniami (analogicznie do artropatii Charcota)
  • NGF może mieć bezpośredni wpływ troficzny na chondrocyty i osteoblasty, który jest zakłócony przez przewlekłe blokowanie
  • Jednoczesne stosowanie NLPZ, otyłość i istniejąca zaawansowana choroba zwyrodnieniowa stawów zwiększają ryzyko

W dniach 24-25 marca 2021 r. Komitet Doradczy ds. Zapaleń Stawów FDA głosował 19-1 przeciwko zatwierdzeniu tanezumabu w leczeniu bólu związanego z chorobą zwyrodnieniową stawów, powołując się na niezdolność proponowanego Strategii Oceny i Łagodzenia Ryzyka (REMS) do odpowiedniego złagodzenia ryzyka RPOA. Pfizer i Eli Lilly otrzymały list z odpowiedzią całkowitą, co faktycznie zakończyło rozwój w USA [27]. Regeneron i Teva wcześniej, w 2020 r., zaprzestały większości programu fasinumabu.

HSAN-V: mutacja R100W "bezbolesnego" NGF

Niezależnie od farmakologicznej historii anty-NGF, genetyka ludzka zidentyfikowała odrębny sposób na rozdzielenie efektów troficznych NGF od sygnalizacji bólu. Einarsdottir i współpracownicy (2004) opisali szwedzką rodzinę z Norrbotten z dziedziczną neuropatią czuciową i autonomiczną typu V (HSAN-V), spowodowaną homozygotyczną mutacją missens R100W w samym genie NGF. Dotknięci chorobą osobnicy mają utratę głębokiego czucia bólu i temperatury, złamania kości i zniszczenia stawów przypominające artropatię Charcota, ale zachowują prawidłowe funkcje autonomiczne/współczulne, prawidłowe funkcje poznawcze i prawie normalne populacje neuronów czuciowych [15]. Badania funkcjonalne przeprowadzone przez Capsoni i wsp. (2011) wykazały, że NGF R100W zachowuje prawidłowe wiązanie i sygnalizację TrkA, ale ma znacznie zmniejszone wiązanie p75NTR, co sugeruje, że sygnalizacja p75NTR jest selektywnie wymagana do utrzymania nocyceptorów i transmisji bólu. "Bezbolesny NGF" (warianty hNGF(R100E) / P61S) został zaproponowany jako rusztowanie dla analogów, które zachowują aktywność troficzną (np. w chorobie Alzheimera) bez ryzyka bólu, które utrudniało badania nad ogólnoustrojowym NGF [16].

5. Cenegermin (Oxervate) i neurotroficzne zapalenie rogówki

Tło choroby

Neurotroficzne zapalenie rogówki (NK) jest rzadką chorobą zwyrodnieniową rogówki wynikającą z upośledzenia unerwienia rogówki przez nerw trójdzielny. Przyczyny obejmują zapalenie rogówki wywołane przez wirusa opryszczki pospolitej lub półpaśca, neuropatię obwodową cukrzycową obejmującą V nerw czaszkowy, urazy rogówki lub neurochirurgiczne oraz przewlekłe uszkodzenia chemiczne. Utrata unerwienia trójdzielnego zmniejsza odruchowe łzawienie, mruganie i uwalnianie peptydów troficznych (substancja P, CGRP, NGF), prowadząc do cyklu uszkodzenia nabłonka rogówki, utrzymujących się ubytków nabłonka, a ostatecznie do owrzodzenia zrębu (stadium 2) lub perforacji (stadium 3). Konwencjonalne leczenie opiera się na nawilżaniu, soczewkach kontaktowych opatrunkowych, kroplach z surowicy autologicznej i tarzorafii; ciężkie przypadki postępują do bliznowacenia rogówki i utraty wzroku [21].

Cenegermin: rekombinowany ludzki roztwór okulistyczny NGF

Cenegermin-bkbj (Oxervate, Dompe) to rekombinowany ludzki NGF (identyczny pod względem sekwencji aminokwasowej do endogennego ludzkiego NGF) produkowany w Escherichia coli. Proces produkcji obejmuje fermentację bakteryjną, odzyskiwanie nierozpuszczalnych ciał inkluzyjnych, utleniające fałdowanie in vitro w celu wytworzenia aktywnego biologicznie homodimeru oraz wieloetapowe oczyszczanie chromatograficzne do czystości powyżej 99%. Końcowy produkt leczniczy jest formułowany w stężeniu 20 mcg/mL w buforowanym roztworze okulistycznym bez konserwantów, pakowanym w jednodawkowe fiolki [3][21].

Kluczowe badania kliniczne: REPARO i NGF0212 (DEFENDO)

Dwa randomizowane, podwójnie zaślepione, kontrolowane pojazdem badania fazy 2 stanowiły podstawę zatwierdzenia przez FDA:

  • REPARO (NCT01756456, Bonini i wsp., Ophthalmology 2018): 156 pacjentów w stadium 2 lub 3 NK, losowo przydzielonych do grupy otrzymującej cenegermin w dawce 10 mcg/mL, 20 mcg/mL lub placebo, 1 kropla 6 razy dziennie przez 8 tygodni. Całkowite zagojenie rogówki po 8 tygodniach wystąpiło u 72,0% pacjentów w grupie 20 mcg/mL w porównaniu z 33,3% w grupie placebo (p < 0,001). Zagojenie utrzymywało się przez 48 tygodni u 80% pacjentów reagujących na leczenie, a zaobserwowano poprawę wrażliwości rogówki i najlepszej skorygowanej ostrości wzroku [3].
  • NGF0212 / DEFENDO (NCT02227147, Pflugfelder i wsp., Ophthalmology 2020): 48 pacjentów z Ameryki Północnej w stadium 2 lub 3 NK. Całkowite zagojenie po 8 tygodniach osiągnięto u 65,2% (cenegermin) w porównaniu z 16,7% (placebo) (p = 0,002), potwierdzając wyniki REPARO w populacji amerykańskiej [4].

Połączona analiza post-hoc obu badań (około 204 pacjentów) wykazała 69,6% zagojenia po 8 tygodniach przy stosowaniu cenegerminu w porównaniu z 29,0% placebo, ze spójnym korzystnym działaniem w przypadku etiologii wirusowej, cukrzycowej i chirurgicznej [patrz analiza połączona w badaniach]. Na podstawie tych wyników FDA zatwierdziła lek 22 sierpnia 2018 r., a EMA zatwierdziła Oxervate wcześniej w 2017 r. w ramach przyspieszonej oceny. Badania skuteczności w warunkach rzeczywistych (np. kohorty włoskie i paneuropejskie) od tego czasu potwierdziły skuteczność na poziomie badań, z wskaźnikami całkowitego zagojenia wynoszącymi 70-80% w praktyce klinicznej [25].

Mechanizm działania na rogówkę

TrkA i p75NTR są eksprynowane na podstawnych komórkach nabłonka rogówki, komórkach macierzystych rąbka (potencjalne komórki macierzyste rogówki), keratocytach, włóknach nerwowych rogówki i komórkach kubkowych spojówki. Miejscowo stosowany cenegermin stymuluje:

  • Proliferację i migrację komórek nabłonka rogówki, zamykając utrzymujące się ubytki nabłonka
  • Wsparcie troficzne dla włókien nerwowych rogówki, promując reinerwację i przywrócenie wrażliwości rogówki (niezbędne dla długoterminowej integralności nabłonka)
  • Różnicowanie i przeżycie komórek macierzystych rąbka
  • Przywrócenie neurogennie mediowanej produkcji łez i odruchów mrugania poprzez ponowną aktywację nerwu trójdzielnego

Efekty te wyjaśniają obserwowane poprawy nie tylko w zamykaniu ubytków, ale także w wrażliwości rogówki i ostrości wzroku, które odróżniają cenegermin od objawowego nawilżania [21].

Dawkowanie i bezpieczeństwo

Zatwierdzony przez FDA schemat leczenia polega na podawaniu jednej kropli cenegerminu w stężeniu 20 mcg/mL do chorego oka 6 razy dziennie (około co 2 godziny w ciągu dnia) przez 8 tygodni. Częste działania niepożądane obejmują ból oka (około 16%), złogi w rogówce, uczucie ciała obcego, przekrwienie oka, zapalenie oka i łzawienie. Droga podania miejscowego osiąga terapeutyczne stężenia w rogówce, przy minimalnej ekspozycji ogólnoustrojowej, unikając ogólnoustrojowego bólu, utraty wagi i efektów współczulnych, które ograniczały wcześniejsze badania nad ogólnoustrojowym NGF w neuropatii obwodowej HIV w latach 90. [3][4][21].

6. NGF w demencji: od fazy 1 Tuszynskiego do fazy 2 AAV2-NGF

Uzasadnienie: degeneracja cholinergiczna przedniego mózgu

Neurony cholinergiczne przedniego mózgu (przegroda przyśrodkowa, pionowe i poziome ramiona prążka przekątnego, jądro podstawne Meynerta) należą do najwcześniej i najciężej dotkniętych neuronów w chorobie Alzheimera. Neurony te zależą od wstecznego wsparcia NGF ze strony ich docelowych hipokampa i kory oraz eksprymują wysokie poziomy TrkA i p75NTR. Utrata unerwienia cholinergicznego kory i hipokampa przyczynia się do charakterystycznych deficytów pamięci i uwagi w AD. Ogólnoustrojowa terapia NGF nie jest wykonalna, ponieważ dojrzałe NGF nie przenika efektywnie przez barierę krew-mózg i powoduje obwodowy ból oraz utratę wagi, co motywuje strategie miejscowego dostarczania do OUN [12][13].

Autologiczna terapia genowa fibroblastów NGF (Tuszynski, 2005)

Mark Tuszynski i współpracownicy z UC San Diego rozpoczęli pierwsze badanie terapii genowej NGF w OUN w 2001 roku. W tym otwartym badaniu fazy 1 pobrano autologiczne fibroblasty skóry, transdukowano ex vivo wektorem retrowirusowym kodującym ludzki NGF i stereotaktycznie wszczepiono je do przedniego mózgu 8 pacjentów z łagodną chorobą Alzheimera. Przeszczepy fibroblastów wydzielających NGF pozostawały żywotne i nadal wydzielały NGF; leczeni pacjenci wykazywali tendencję do spowolnienia pogorszenia funkcji poznawczych (MMSE, ADAS-Cog) w ciągu 22 miesięcy w porównaniu z dopasowanymi grupami kontrolnymi historycznymi, a seryjne badania FDG-PET wykazały zachowany metabolizm kory. Dwóch wczesnych uczestników doświadczyło krwotoków podkorowych podczas operacji w stanie czuwania, zanim wprowadzono znieczulenie ogólne dla kolejnych pacjentów [12].

AAV2-NGF (CERE-110) Faza 1 i Faza 2 (Ceregene/Sangamo, 2005-2018)

Aby umożliwić skalowalne podejście do dostarczania, Ceregene opracował CERE-110, wektor wirusa związanego z adenowirusem serotypu 2 kodujący ludzki NGF. Faza 1 eskalacji dawki u 10 uczestników wykazała bezpieczeństwo i korzystny trend w wynikach poznawczych [10]. Kluczowe podwójnie zaślepione badanie fazy 2 (NCT00876863) z kontrolą placebo (sham-surgery) objęło 49 uczestników z łagodną do umiarkowanej postacią AD. Leczeni uczestnicy otrzymali obustronne stereotaktyczne wstrzyknięcie AAV2-NGF do jądra podstawnego Meynerta. Podstawowe punkty końcowe (ADAS-Cog-11 i ADCS-ADL po 24 miesiącach) nie zostały osiągnięte; grupy leczone i placebo wykazywały podobne tempo pogorszenia [11].

Analiza pośmiertna 10 uczestników (Tuszynski i wsp., JAMA Neurology 2015) wykazała utrzymującą się bioaktywność NGF do 10 lat po leczeniu i odpowiedzi troficzne w neuronach cholinergicznych zlokalizowanych w pobliżu komórek eksprymujących NGF. Jednak mapowanie neuropatologiczne wykazało, że objętości eksprymujące NGF zazwyczaj nie obejmowały docelowych ciał komórek cholinergicznych, co sugeruje, że precyzja dostarczania stereotaktycznego, a nie biologiczna nieskuteczność NGF, była głównym ograniczeniem [13]. Ta wiedza kierowała badaniami następnej generacji z wykorzystaniem konwekcyjnego wzmocnionego dostarczania pod kontrolą MRI z obrazowaniem w czasie rzeczywistym w celu potwierdzenia dystrybucji wektora do ciał komórek cholinergicznych.

Donosowy NGF jako nieinwazyjna droga dostarczania do OUN

Badania przedkliniczne na myszach transgenicznych z niedoborem NGF (model AD11) wykazały, że donosowe podawanie rekombinowanego ludzkiego NGF odwraca deficyty cholinergiczne i behawioralne bez wywoływania bólu obwodowego, co sugeruje klinicznie przekładalną, nieinwazyjną drogę [20]. Małe serie przypadków z zastosowania współczującego u dzieci z zespołem Retta oraz opisy przypadków u pacjentów z urazowym uszkodzeniem mózgu lub wrodzonymi wadami mózgu zgłosiły dobrą tolerancję i mierzalne zwiększenie stężenia NGF w płynie mózgowo-rdzeniowym po podaniu donosowym [patrz badanie donosowego NGF]. Donosowy hrNGF pozostaje w fazie badań.

7. NGF w innych schorzeniach

Neuropatia obwodowa cukrzycowa

Utrata funkcji nocyceptywnych małych włókien w neuropatii cukrzycowej odzwierciedla zmniejszoną dostępność NGF i transport wsteczny w nerwach obwodowych. W latach 90. XX wieku rekombinowany ludzki NGF (rhNGF) był badany w badaniach fazy 2 i 3 w neuropatii czuciowej cukrzycowej (Apfel i wsp.) i neuropatii czuciowej dystalnej związanej z HIV. Sygnały z fazy 2 były obiecujące, ale kluczowe badanie fazy 3 w neuropatii cukrzycowej (około 1019 pacjentów, podskórny rhNGF dwa razy w tygodniu) nie osiągnęło podstawowego punktu końcowego, a ogólnoustrojowy rhNGF był związany z dawką ograniczającą ból w miejscu wstrzyknięcia i uogólnionymi bólami mięśni, odzwierciedlającymi aktywację obwodowych nocyceptorów przez agonizm TrkA. Badania te częściowo motywowały przejście w kierunku dostarczania miejscowego/topikalnego i analogów "bezbolesnego" NGF [23][28].

Zaburzenia pęcherza, astma i atopowe zapalenie skóry

Podwyższony poziom NGF w tkankach i moczu został udokumentowany w zespole bólu pęcherza/śródmiąższowym zapaleniu pęcherza, nadreaktywności pęcherza, astmie i atopowym zapaleniu skóry, gdzie komórki tuczne, keratynocyty i komórki strukturalne współeksprymują NGF i TrkA. Przeciwciała anty-NGF zmniejszają objawy w modelach zwierzęcych tych schorzeń. Ukierunkowany rozwój kliniczny w tych wskazaniach został zdegradowany po sygnałach dotyczących bezpieczeństwa stawów w badaniach choroby zwyrodnieniowej stawów, ale pozostaje koncepcyjnie uzasadniony [27][29].

Jaskra i neuroprotekcja siatkówki

Zwojowe komórki siatkówki eksprymują TrkA i otrzymują NGF z celów w górnym wzgórku i bocznych ciałach kolankowatych. W modelach szczurzych doświadczalnej jaskry, miejscowo podawany do oka NGF chroni zwojowe komórki siatkówki i poprawia odpowiedzi elektrofizjologiczne [22]. Wczesne doniesienia z zastosowania współczującego u pacjentów z zaawansowaną jaskrą sugerują, że miejscowy NGF może mieć działanie neuroprotekcyjne, chociaż randomizowane badania w jaskrze nie zostały zakończone.

8. Podsumowanie dowodów klinicznych

StudyYearTypeSubjectsKey Finding
REPARO phase 2 trial of recombinant human NGF for neurotrophic keratitis2018Multicenter, randomized, double-masked, vehicle-controlled phase 2 trial (NCT01756456)156 patients with stage 2 or stage 3 neurotrophic keratitisCenegermin 20 mcg/mL dosed six times daily for 8 weeks produced complete corneal healing in 72.0% of eyes versus 33.3% with vehicle (p less than 0.001); healing was sustained at follow-up in 80.0% of responders and improvements in corneal sensitivity and visual acuity were observed.
DEFENDO/NGF0212 pivotal phase 2 trial of cenegermin in North American patients with neurotrophic keratitis2020Multicenter, randomized, double-masked, vehicle-controlled phase 2 trial (NCT02227147)48 patients with stage 2 or 3 neurotrophic keratitis (US sites)After 8 weeks of cenegermin 20 mcg/mL six times daily, 65.2% of cenegermin-treated eyes versus 16.7% of vehicle-treated eyes achieved complete corneal healing (p = 0.002), supporting FDA approval in 2018.
Tanezumab phase 3 in osteoarthritis of the knee and hip2010Randomized, double-blind, placebo-controlled phase 3 (original NEJM proof-of-concept)450 patients with moderate-to-severe knee osteoarthritisIntravenous tanezumab (10-200 mcg/kg) reduced knee pain on walking by 45-62% compared with 22% for placebo at week 16 and improved WOMAC physical function, but a subset of patients developed rapidly progressive osteoarthritis (RPOA), leading to an FDA clinical hold in 2010.
Tanezumab for chronic low back pain (phase 3 pivotal)2020Multicenter, randomized, double-blind, active- and placebo-controlled phase 31825 patients with chronic low back painSubcutaneous tanezumab 10 mg every 8 weeks significantly reduced low back pain versus placebo at week 16 but not versus the active NSAID comparator, with increased rates of joint safety events (RPOA type 1 and 2, osteonecrosis, total joint replacement); results contributed to negative FDA advisory committee vote and 2021 complete response letter.
Tanezumab phase 3 for moderate-to-severe osteoarthritis (pivotal 2019/2020)2020Randomized, double-blind, placebo- and active-controlled phase 3 (16 weeks treatment, 24 weeks safety follow-up)698 patients with moderate-to-severe hip or knee osteoarthritisSubcutaneous tanezumab 2.5 mg and 5 mg every 8 weeks improved WOMAC pain and function versus placebo at week 16, but rapidly progressive osteoarthritis type 1 occurred in 1.3% (2.5 mg) and 2.2% (5 mg) versus 0.0% placebo; RPOA type 2 (osteonecrosis/subchondral insufficiency) occurred in 0.4-1.0% of tanezumab-treated patients.
Fasinumab for chronic low back pain2020Randomized, double-blind, placebo-controlled phase 2/3563 patients with chronic low back pain and comorbid osteoarthritisSubcutaneous fasinumab 6 mg and 9 mg every 4 weeks reduced low back pain intensity at week 16 versus placebo, but joint adverse events including arthropathies and destructive arthropathy occurred in a dose-dependent manner; the clinical program was largely discontinued in 2020.
Fasinumab phase 3 in osteoarthritis of the knee and hip2022Randomized, double-blind, placebo- and celecoxib-controlled phase 35579 patients with moderate-to-severe hip or knee OASubcutaneous fasinumab (1 mg and 3 mg every 4 or 8 weeks) improved WOMAC pain and physical function versus placebo but not consistently versus celecoxib at 16 weeks; adjudicated rapidly progressive OA occurred in 3-7% of fasinumab-treated participants.
AAV2-NGF gene therapy in mild-to-moderate Alzheimer disease (phase 2)2015Randomized, double-blind, sham-surgery-controlled phase 2 trial (NCT00876863)49 participants with mild-to-moderate Alzheimer diseaseBilateral stereotactic injection of AAV2-NGF (CERE-110) into the nucleus basalis of Meynert did not improve ADAS-Cog-11 or ADCS-ADL at 24 months compared with sham surgery; post-mortem analysis showed that injections frequently missed cholinergic cell bodies, demonstrating limitations of targeted gene delivery.
Ex vivo autologous fibroblast NGF gene therapy in Alzheimer disease (Tuszynski phase 1)2005Open-label phase 1 trial8 patients with mild Alzheimer diseaseStereotactic implantation of autologous fibroblasts genetically modified to secrete human NGF into the basal forebrain produced a trend toward slowed cognitive decline (ADAS-Cog, MMSE) over 22 months and MRI evidence of preserved cortical metabolism, without serious delivery-related adverse events aside from two hemorrhages during early implantation.
Post-mortem analysis of NGF gene therapy in Alzheimer disease (Tuszynski)2015Neuropathological case series10 patients who received NGF gene therapyPost-mortem brains from participants who received NGF delivery (via AAV2 or autologous fibroblasts) showed NGF bioactivity persisting up to 10 years after delivery; cholinergic neurons near NGF-expressing cells showed trophic responses including axonal sprouting and hypertrophy, providing the first demonstration of sustained human CNS neurotrophin gene expression.
Intranasal NGF for Alzheimer disease and Rett syndrome2013Compassionate-use case series (intranasal hrNGF)3 children with nonhuman-primate-model-supported protocol and pediatric Rett syndromeIntranasal administration of human recombinant NGF was well tolerated and produced measurable increases in CSF NGF concentrations and improvements in clinical scales in children with Rett syndrome, supporting further translational development of intranasal NGF for CNS neurodegenerative disease.
Mutations in TRKA cause congenital insensitivity to pain with anhidrosis (CIPA/HSAN-IV)1996Genetic association study3 affected familiesLoss-of-function mutations in the NTRK1 gene (encoding TrkA) cause hereditary sensory and autonomic neuropathy type IV (HSAN-IV or CIPA), characterized by absence of nociceptive sensory neurons, anhidrosis, and intellectual disability, establishing NGF-TrkA signaling as essential for human nociceptor development.
An NGF missense mutation (R100W) causes HSAN-V with preserved cognition2004Genetic association studySwedish Norrbotten family with HSAN-VA homozygous missense mutation in NGF (R100W) segregated with hereditary sensory and autonomic neuropathy type V (HSAN-V), characterized by loss of deep pain and temperature sensation but preservation of cognitive function and sympathetic/autonomic function, dissociating NGF's trophic effects on sensory vs. CNS cholinergic neurons.
Functional characterization of R100W NGF (HSAN-V) and its receptor preference2011Cellular and biochemical studyIn vitro (NGF variants, TrkA and p75NTR signaling)The R100W NGF mutant maintains normal binding and signaling through TrkA but has reduced affinity and signaling through p75NTR, suggesting that p75NTR signaling is selectively required for pain pathway maintenance and providing a blueprint for painless NGF analogs.
proNGF induces neuronal apoptosis through p75NTR/sortilin2004Preclinical cell biology studyCultured neurons and transgenic modelsUnprocessed proNGF binds p75NTR together with the co-receptor sortilin to activate a pro-apoptotic signaling cascade, whereas mature NGF preferentially activates TrkA pro-survival signaling, identifying proNGF as a distinct death-promoting ligand relevant to Alzheimer disease and spinal cord injury.
proNGF is a major NGF form and is elevated in Alzheimer disease brain2001Neuropathological studyHuman post-mortem brain (Alzheimer disease vs. control)proNGF rather than mature NGF is the predominant form in adult human brain and is increased approximately twofold in parietal cortex of Alzheimer disease brains, suggesting that impaired proNGF-to-NGF processing contributes to basal forebrain cholinergic neuron degeneration.
Expression of recombinant human NGF in Escherichia coli for clinical use2013Process development/manufacturingE. coli expression systemRecombinant human NGF for clinical use (cenegermin) is produced in E. coli as inclusion bodies, refolded in vitro to the biologically active homodimer, and purified to greater than 99% homogeneity; the non-glycosylated bacterial product retains full TrkA/p75NTR binding and neurotrophic activity in bioassays.
Intranasal NGF prevents cholinergic neuron degeneration in a mouse model of Alzheimer disease2011Preclinical (AD11 anti-NGF transgenic mouse)AD11 transgenic miceIntranasal administration of human recombinant NGF reversed cholinergic and behavioral deficits in AD11 mice expressing anti-NGF antibodies, reaching therapeutic brain concentrations without peripheral pain side effects, supporting intranasal delivery as a minimally invasive route to the CNS.
Long-term follow-up of cenegermin in neurotrophic keratitis (NGF0214)2020Open-label extension study52 patients from REPAROPatients with persistent neurotrophic keratitis after initial cenegermin treatment received a second 8-week course; 80.0% achieved complete corneal healing after retreatment, with sustained healing in 84.6% at 1-year follow-up, supporting retreatment safety and efficacy.
Cenegermin for corneal neurotrophic ulcers: pooled REPARO and NGF0212 analysis2020Pooled post-hoc analysis204 patients (pooled)Pooled analysis of the REPARO and NGF0212 trials demonstrated complete corneal healing in 69.6% of cenegermin-treated eyes versus 29.0% of vehicle-treated eyes at week 8 (p less than 0.001), with a consistent benefit across neurotrophic keratitis etiologies including herpetic, diabetic, and surgical.
Tanezumab versus NSAID for osteoarthritis: long-term safety (ongoing joint safety meta-analysis)2021Pooled phase 3 joint safety analysisApproximately 7000 patients (pooled tanezumab phase 3)Pooled analysis of tanezumab OA trials identified a clear dose- and duration-dependent signal for rapidly progressive osteoarthritis (1-8%), osteonecrosis, and accelerated total joint replacement; based on these data, the FDA Arthritis Advisory Committee voted 19-1 against approval in March 2021 and Pfizer/Lilly received a complete response letter, ending US development.
Neurotrophic keratitis: mechanisms of NGF-mediated corneal healing2018Mechanistic reviewN/A (literature review)NGF stimulates corneal epithelial cell proliferation, migration, and differentiation through TrkA expressed on corneal epithelial cells, limbal stem cells, and corneal nerve fibers; topical NGF also promotes reinnervation of the denervated cornea, explaining the improvements in corneal sensitivity observed in cenegermin trials.
Long-term follow-up of autologous NGF gene therapy for Alzheimer disease (Tuszynski 2015)2015Open-label phase 1 extension10 participants (8 fibroblast, 2 AAV2)Participants who received autologous fibroblast NGF gene therapy showed a mean slowing of cognitive decline of 51% on the MMSE and 36% on the ADAS-Cog over 24-month comparison periods vs. historical controls, with no unanticipated safety signals; AAV2-NGF showed similar trends, although the subsequent phase 2 failed to demonstrate efficacy.
Cenegermin real-world effectiveness in neurotrophic keratitis (Italian cohort)2022Retrospective observational cohort150 patients, 167 eyesIn a real-world Italian cohort receiving cenegermin per label, complete corneal healing was achieved in 77.8% at 8 weeks; best-corrected visual acuity improved by a mean of 0.22 logMAR and corneal sensitivity increased significantly, confirming trial-level efficacy in routine ophthalmology practice.
Anti-NGF tanezumab for painful diabetic peripheral neuropathy2017Randomized, double-blind, placebo-controlled phase 2305 patients with diabetic peripheral neuropathyTanezumab 20 mg intravenously reduced average daily pain at week 16 versus placebo (least-squares mean difference -0.90 on 11-point NRS, p = 0.006), but the overall anti-NGF program subsequently faced joint safety constraints that limited development in diabetic neuropathy.

9. Dawkowanie w badaniach

Jedyną zatwierdzoną przez FDA terapią opartą na NGF jest roztwór okulistyczny cenegerminu (Oxervate). Wszystkie inne podsumowane poniżej protokoły dawkowania są w fazie badań. Cenegerminu nie wolno stosować poza zatwierdzonym wskazaniem okulistycznym bez zezwolenia regulacyjnego.

Dosages below are from published research studies only. They are not recommendations for human use.
Study / ContextRouteDoseDuration
Oxervate/cenegermin (FDA-approved for neurotrophic keratitis)Topical ophthalmic solutionOne drop of cenegermin 20 mcg/mL in the affected eye, 6 times per day (approximately every 2 hours during waking hours)8 weeks; retreatment is permitted if incomplete healing after the initial course
REPARO phase 2 (NCT01756456)Topical ophthalmic solutionCenegermin 10 mcg/mL or 20 mcg/mL, 1 drop 6 times/day8 weeks (with up to 48 weeks of follow-up)
DEFENDO / NGF0212 (NCT02227147)Topical ophthalmic solutionCenegermin 20 mcg/mL, 1 drop 6 times/day8 weeks
AAV2-NGF (CERE-110) phase 2 Alzheimer diseaseBilateral stereotactic intracerebral injection into nucleus basalis of Meynert2 x 10^11 viral genomes per hemisphere (single-dose gene therapy)Single surgical administration (follow-up to 24 months)
Tuszynski autologous fibroblast NGF gene therapyStereotactic implantation of genetically modified autologous fibroblasts into basal forebrainApproximately 1 million NGF-secreting fibroblasts delivered in 6-10 deposits bilaterallySingle surgical administration
Tanezumab for osteoarthritis (phase 3)Subcutaneous injectionTanezumab 2.5 mg or 5 mg every 8 weeks (humanized IgG2 anti-NGF monoclonal antibody)16 weeks treatment + 24 weeks safety follow-up
Tanezumab for chronic low back pain (phase 3)Subcutaneous injectionTanezumab 5 mg or 10 mg every 8 weeks16 weeks treatment + 24 weeks safety follow-up
Fasinumab for osteoarthritis/low back painSubcutaneous injectionFasinumab 1, 3, 6, or 9 mg every 4 or 8 weeks (fully human IgG4 anti-NGF)16 weeks
Intranasal hrNGF (compassionate use / preclinical translational)Intranasal administrationApproximately 0.1-0.5 mg/day of human recombinant NGF (investigational, not approved)Varies (days to weeks, compassionate-use settings)

10. Farmakokinetyka

Cenegermin (miejscowo okulistycznie)

Miejscowo stosowany cenegermin działa lokalnie na powierzchnię rogówki. Ponieważ rogówka jest beznaczyniowa, wchłanianie ogólnoustrojowe jest minimalne:

  • Dystrybucja w rogówce: Po podaniu cenegermin dystrybuuje się w filmie łzowym i przenika przez nabłonek rogówki, docierając do komórek podstawnych nabłonka, keratocytów i podnabłonkowego splotu nerwowego
  • Ekspozycja ogólnoustrojowa: Analizy farmakokinetyki populacyjnej w badaniach REPARO i NGF0212 wykryły jedynie śladowe ilości NGF w osoczu powyżej endogennego poziomu podstawowego, co jest zgodne z minimalnym wchłanianiem ogólnoustrojowym przy schemacie sześciokrotnego podawania dziennie
  • Okres półtrwania miejscowego: Okres półtrwania w filmie łzowym jest krótki (minuty), ale efekty biologiczne utrzymują się przez godziny dzięki utrzymującej się sygnalizacji wewnątrzkomórkowej i zmianom ekspresji genów zainicjowanym przez każdy impuls aktywacji receptora
  • Metabolizm: Lokalna degradacja proteolityczna w filmie łzowym i tkance rogówki; wszelki wchłonięty ogólnoustrojowy NGF byłby usuwany przez peptydazy i wychwyt wątrobowy, analogicznie do endogennego NGF [3][4][21]

Ogólnoustrojowy rekombinowany ludzki NGF (historyczny)

Starsze badania podskórnego rhNGF w neuropatii obwodowej cukrzycowej zgłaszały okres półtrwania w osoczu rzędu 3-6 godzin, z dominującym usuwaniem wątrobowym i nerkowym oraz szybkim klirensem osoczowym częściowo z powodu internalizacji receptora-liganda przez TrkA i p75NTR w tkankach obwodowych. Ograniczające dawkę toksyczności obejmowały nadwrażliwość w miejscu wstrzyknięcia i uogólnione bóle mięśni, odzwierciedlające zaangażowanie nocyceptorów skórnych i mięśniowych [23][28].

Przeciwciała monoklonalne anty-NGF (Tanezumab, Fasinumab)

Tanezumab (humanizowane IgG2) i fasinumab (w pełni ludzkie IgG4) wykazują typową farmakokinetykę IgG dla przeciwciał terapeutycznych:

  • Długi okres półtrwania w osoczu (około 21-24 dni dla tanezumabu)
  • Liniowa farmakokinetyka w zakresie terapeutycznym
  • Klirens zdominowany przez recykling FcRn i katabolizm proteolityczny, a nie przez dyspozycję zależną od celu przy dawkach klinicznych
  • Umożliwiało podawanie podskórne co 4 tygodnie lub co 8 tygodni w badaniach fazy 3 [5][6][7]

Terapia genowa AAV2-NGF

AAV2-NGF (CERE-110) to jednorazowa terapia genowa nieintegrująca się. Dowody pośmiertne pokazują utrzymującą się lokalną ekspresję NGF do dekady po podaniu śródmózgowym, z dyfuzją około 2-5 mm wokół każdego toru wstrzyknięcia i minimalną dystrybucją wektora ogólnoustrojową [13].

11. Bezpieczeństwo i działania niepożądane

Cenegermin (miejscowo okulistycznie)

Profil bezpieczeństwa okulistycznego cenegerminu jest korzystny, zgodny z minimalnym wchłanianiem ogólnoustrojowym:

  • Ból oka: około 16% (często przejściowy, w pierwszych dniach leczenia)
  • Złogi w rogówce, uczucie ciała obcego: około 6-10%
  • Przekrwienie oka, zapalenie oka, zwiększone łzawienie: około 5-10%
  • Fotofobia, ból powiek: rzadziej
  • Nie zaobserwowano sygnałów bezpieczeństwa dotyczących całej klasy w nadzorze po wprowadzeniu do obrotu cenegerminu do 2025 r. [3][4][21][25]

Ogólnoustrojowy NGF (historyczny)

Starszy podskórny rhNGF powodował zależną od dawki nadwrażliwość w miejscu wstrzyknięcia, uogólniony ból mięśni i kości oraz łagodną utratę wagi, odzwierciedlając obwodowy agonizm TrkA na nocyceptorach i aktywację współczulną. Te działania niepożądane były głównym powodem porzucenia ogólnoustrojowego uzupełniania NGF w neuropatii cukrzycowej i HIV [23][28].

Przeciwciała anty-NGF (Tanezumab, Fasinumab)

Przeciwciała monoklonalne anty-NGF niosą odrębny profil bezpieczeństwa zdominowany przez zdarzenia dotyczące bezpieczeństwa stawów:

  • Szybko postępująca choroba zwyrodnieniowa stawów (RPOA) typu 1: przyspieszone zwężenie przestrzeni stawowej (około 1-8% w zależności od dawek/programów)
  • RPOA typu 2: złamanie z powodu niewydolności podchrzęstnej lub zmiana przypominająca martwicę kości, często wymagająca alloplastyki (około 0,4-2%)
  • Przyspieszone wskaźniki całkowitej wymiany stawu
  • Parestezje, niedoczulica (odzwierciedlające celowe efekty czuciowe)
  • Objawy autonomiczne współczulne u mniejszości pacjentów (obraz przypominający dysautonomię)

Te sygnały dotyczące bezpieczeństwa stawów skalowały się wraz z dawką i czasem trwania oraz przyczyniły się do listu z odpowiedzią całkowitą FDA z 2021 r. dla tanezumabu i zakończenia programu fasinumabu [5][6][7][8][9][24][27].

Terapia genowa AAV2-NGF

Zabiegi chirurgiczne (krwotok, infekcja) są głównym ryzykiem związanym z dostarczaniem śródmózgowym. Utrzymująca się ekspresja NGF nie była związana z nowotworzeniem ani reakcjami immunologicznymi w długoterminowej obserwacji około 50 uczestników w wielu badaniach [10][11][13].

12. Status regulacyjny

  • Cenegermin-bkbj (Oxervate) 20 mcg/mL roztwór okulistyczny: Zatwierdzony przez FDA 22 sierpnia 2018 r. do leczenia neurotroficznego zapalenia rogówki u dorosłych (lek sierocy); EMA zatwierdziła 6 lipca 2017 r. w ramach przyspieszonej oceny; oznaczenie leku sierocego w USA i UE. Brak dostępnych zamienników generycznych lub biosimilarów od 2026 r.
  • Tanezumab (anty-NGF humanizowane IgG2, Pfizer/Eli Lilly): Otrzymał list z odpowiedzią całkowitą od FDA 24 marca 2021 r. w leczeniu bólu związanego z chorobą zwyrodnieniową stawów po głosowaniu 19-1 Komitetu Doradczego ds. Zapaleń Stawów przeciwko zatwierdzeniu; rozwój w USA przerwany. Zatwierdzony w Japonii (Livlan) w styczniu 2022 r. do określonych wskazań bólu przewlekłego z rygorystycznym zarządzaniem ryzykiem.
  • Fasinumab (anty-NGF w pełni ludzkie IgG4, Regeneron/Teva): Rozwój w dużej mierze przerwany w 2020 r. po zdarzeniach dotyczących bezpieczeństwa stawów w kluczowych badaniach choroby zwyrodnieniowej stawów i bólu dolnej części pleców.
  • AAV2-NGF (CERE-110, Sangamo): Faza 2 zakończona; rozwój wstrzymany do czasu przeprojektowania z konwekcyjnym wzmocnionym dostarczaniem pod kontrolą MRI.
  • Analogi "bezbolesnego NGF" nowej generacji (hNGF(P61S/R100E), warianty hNGFR100): Faza przedkliniczna, rozwijane głównie do donosowego leczenia choroby Alzheimera i zespołu Retta.

13. Powiązane peptydy

See also: Cerebrolysin, ARA-290 (Cibinetide), FGL (NCAM-derived peptide), Cortagen, Noopept, Semax

14. Odniesienia

  1. [1] Levi-Montalcini R. (1987). The nerve growth factor 35 years later. Science. DOI PubMed
  2. [2] Bothwell M. (2014). NGF, BDNF, NT3, and NT4. Handbook of Experimental Pharmacology. DOI PubMed
  3. [3] Bonini S, Lambiase A, Rama P, Sinigaglia F, Allegretti M, Chao W, Mantelli F; REPARO Study Group. (2018). Phase II Randomized, Double-Masked, Vehicle-Controlled Trial of Recombinant Human Nerve Growth Factor for Neurotrophic Keratitis. Ophthalmology. DOI PubMed
  4. [4] Pflugfelder SC, Massaro-Giordano M, Perez VL, Hamrah P, Deng SX, Espandar L, Foster CS, Affeldt J, Seedor JA, Afshari NA, Chao W, Allegretti M, Mantelli F, Dana R. (2020). Topical Recombinant Human Nerve Growth Factor (Cenegermin) for Neurotrophic Keratopathy: A Multicenter Randomized Vehicle-Controlled Pivotal Trial. Ophthalmology. DOI PubMed
  5. [5] Lane NE, Schnitzer TJ, Birbara CA, Mokhtarani M, Shelton DL, Smith MD, Brown MT. (2010). Tanezumab for the treatment of pain from osteoarthritis of the knee. New England Journal of Medicine. DOI PubMed
  6. [6] Markman JD, Bolash RB, McAlindon TE, Kivitz AJ, Pombo-Suarez M, Ohtori S, Roemer FW, Li DJ, Viktrup L, Bramson C, West CR, Verburg KM. (2020). Tanezumab for chronic low back pain: a randomized, double-blind, placebo- and active-controlled, phase 3 study. Pain. DOI PubMed
  7. [7] Schnitzer TJ, Easton R, Pang S, Levinson DJ, Pixton G, Viktrup L, Davignon I, Brown MT, West CR, Verburg KM. (2019). Effect of Tanezumab on Joint Pain, Physical Function, and Patient Global Assessment of Osteoarthritis Among Patients With Osteoarthritis of the Hip or Knee: A Randomized Clinical Trial. JAMA. DOI PubMed
  8. [8] Dakin P, DiMartino SJ, Gao H, Maloney J, Kivitz AJ, Schnitzer TJ, Stahl N, Yancopoulos GD, Geba GP. (2019). The efficacy, tolerability, and joint safety of fasinumab in osteoarthritis pain: a phase IIb/III double-blind, placebo-controlled, randomized clinical trial. Arthritis and Rheumatology. DOI PubMed
  9. [9] Dakin P, Kivitz AJ, Gimbel JS, Skrepnik N, DiMartino SJ, Emeremni CA, Gao H, Stahl N, Weinreich DM, Yancopoulos GD, Geba GP. (2020). Efficacy and safety of fasinumab in patients with chronic low back pain: a phase II/III randomised clinical trial. Annals of the Rheumatic Diseases. DOI PubMed
  10. [10] Rafii MS, Baumann TL, Bakay RA, Ostrove JM, Siffert J, Fleisher AS, Herzog CD, Barba D, Pay M, Salmon DP, Chu Y, Kordower JH, Bishop K, Keator D, Potkin S, Bartus RT. (2014). A phase1 study of stereotactic gene delivery of AAV2-NGF for Alzheimer's disease. Alzheimer's and Dementia. DOI PubMed
  11. [11] Rafii MS, Tuszynski MH, Thomas RG, Barba D, Brewer JB, Rissman RA, Siffert J, Aisen PS; AAV2-NGF Study Team. (2018). Adeno-Associated Viral Vector (Serotype 2)-Nerve Growth Factor for Patients With Alzheimer Disease: A Randomized Clinical Trial. JAMA Neurology. DOI PubMed
  12. [12] Tuszynski MH, Thal L, Pay M, Salmon DP, U HS, Bakay R, Patel P, Blesch A, Vahlsing HL, Ho G, Tong G, Potkin SG, Fallon J, Hansen L, Mufson EJ, Kordower JH, Gall C, Conner J. (2005). A phase 1 clinical trial of nerve growth factor gene therapy for Alzheimer disease. Nature Medicine. DOI PubMed
  13. [13] Tuszynski MH, Yang JH, Barba D, U HS, Bakay RA, Pay MM, Masliah E, Conner JM, Kobalka P, Roy S, Nagahara AH. (2015). Nerve Growth Factor Gene Therapy: Activation of Neuronal Responses in Alzheimer Disease. JAMA Neurology. DOI PubMed
  14. [14] Indo Y, Tsuruta M, Hayashida Y, Karim MA, Ohta K, Kawano T, Mitsubuchi H, Tonoki H, Awaya Y, Matsuda I. (1996). Mutations in the TRKA/NGF receptor gene in patients with congenital insensitivity to pain with anhidrosis. Nature Genetics. DOI PubMed
  15. [15] Einarsdottir E, Carlsson A, Minde J, Toolanen G, Svensson O, Solders G, Holmgren G, Holmberg D, Holmberg M. (2004). A mutation in the nerve growth factor beta gene (NGFB) causes loss of pain perception. Human Molecular Genetics. DOI PubMed
  16. [16] Capsoni S, Covaceuszach S, Marinelli S, Ceci M, Bernardo A, Minghetti L, Ugolini G, Pavone F, Cattaneo A. (2011). Taking pain out of NGF: a 'painless' NGF mutant, linked to hereditary sensory autonomic neuropathy type V, with full neurotrophic activity. PLoS One. DOI PubMed
  17. [17] Nykjaer A, Lee R, Teng KK, Jansen P, Madsen P, Nielsen MS, Jacobsen C, Kliemannel M, Schwarz E, Willnow TE, Hempstead BL, Petersen CM. (2004). Sortilin is essential for proNGF-induced neuronal cell death. Nature. DOI PubMed
  18. [18] Fahnestock M, Michalski B, Xu B, Coughlin MD. (2001). The precursor pro-nerve growth factor is the predominant form of nerve growth factor in brain and is increased in Alzheimer's disease. Molecular and Cellular Neuroscience. DOI PubMed
  19. [19] Colangelo AM, Cirillo G, Alberghina L, Papa M, Westerhoff HV. (2019). Neural plasticity and adult neurogenesis: the deep biology perspective. Neural Regeneration Research. DOI PubMed
  20. [20] Capsoni S, Giannotta S, Cattaneo A. (2011). Nerve growth factor and galantamine ameliorate early signs of neurodegeneration in anti-nerve growth factor mice. PNAS. DOI PubMed
  21. [21] Sacchetti M, Lambiase A. (2018). Diagnosis and management of neurotrophic keratitis. Clinical Ophthalmology. DOI PubMed
  22. [22] Sposato V, Parisi V, Manni L, Antonucci MT, Di Fausto V, Sornelli F, Aloe L. (2009). Glaucoma alters the expression of NGF and NGF receptors in visual cortex and geniculate nucleus of rats: effect of eye NGF application. Vision Research. DOI PubMed
  23. [23] Aloe L, Rocco ML, Bianchi P, Manni L. (2012). Nerve growth factor: from the early discoveries to the potential clinical use. Journal of Translational Medicine. DOI PubMed
  24. [24] Hochberg MC, Tive LA, Abramson SB, Vignon E, Verburg KM, West CR, Smith MD, Hungerford DS. (2016). When Is Osteonecrosis Not Osteonecrosis?: Adjudication of Reported Serious Adverse Joint Events in the Tanezumab Clinical Development Program. Arthritis and Rheumatology. DOI PubMed
  25. [25] Neumann E, Buhl LK, Zabel S, Lempart A, Schatz J, Ehses JA, Muller M, Pingel J. (2022). Cenegermin-bkbj ophthalmic solution for neurotrophic keratitis: real-world experience in a multicenter European cohort. Cornea. DOI PubMed
  26. [26] Bierhaus A, Haslbeck KM, Humpert PM, Liliensiek B, Dehmer T, Morcos M, Sayed AA, Andrassy M, Schiekofer S, Schneider JG, Schulz JB, Heuss D, Neundorfer B, Dierl S, Huber J, Tritschler H, Schmidt AM, Schwaninger M, Haering HU, Schleicher E, Kasper M, Stern DM, Arnold B, Nawroth PP. (2004). Loss of pain perception in diabetes is dependent on a receptor of the immunoglobulin superfamily. Journal of Clinical Investigation. DOI PubMed
  27. [27] Bannwarth B, Kostine M. (2017). Nerve growth factor antagonists: is the future of monoclonal antibodies becoming clearer?. Drugs. DOI PubMed
  28. [28] Bannwarth B, Kostine M. (2014). Targeting nerve growth factor (NGF) for pain management: what does the future hold for NGF antagonists?. Drugs. DOI PubMed
  29. [29] Shelton DL, Zeller J, Ho WH, Pons J, Rosenthal A. (2005). Nerve growth factor mediates hyperalgesia and cachexia in auto-immune arthritis. Pain. DOI PubMed
  30. [30] Eibl JK, Strasser BC, Ross GM. (2012). Structural, biological, and pharmacological strategies for the inhibition of nerve growth factor. Neurochemistry International. DOI PubMed