GAD (glutaminsyradekarboxylas) prövas nu i fas III-studier som vaccin för nyinsjuknade i typ 1-diabetes. Dessutom pågår studier med riskbarn som ännu inte insjuknat, med vuxna med den autoimmuna formen av typ 2-diabetes, samt en helt unik studie där biopsier från bukspottkörteln från både friska och nyinsjuknade vuxna analyseras före och efter GAD-behandling. Blir resultaten positiva kan det finnas ett registrerat läkemedel redan om några få år.
Proteinet har funnits med i forskningen kring typ 1-diabetes sedan början av 1980-
talet, då svenska forskare upptäckte ett autoantigen vid diabetes som fick immunförsvaret att angripa de insulinproducerande betacellerna, och som senare skulle visa sig vara en variant av GAD kallad GAD65. Men det var amerikanska hjärnforskare som först kartlade GAD på gennivå och kopplade det till den autoimmuna formen av diabetes. De visste att proteinet spelar en viktig roll i centrala nervsystemet för att omvandla glutamat till gamma-aminosmörsyra, GABA, vilket dämpar signalöverföringen i centrala nervsystemet. Det var även känt att GAD utsöndras av de insulinproducerande betacellerna i bukspottkörteln.
Då en av de amerikanska hjärnforskarna, professor Daniel Kaufman vid University of California, läste om ett okänt protein som startade en autoimmun reaktion vid diabetes, misstänkte han att »deras« GAD kanske var orsaken. Misstankarna bekräftades i analyser av nedfrusna blodprover: det fanns autoantikroppar mot GAD i dessa lång tid innan blodgivarna hade utvecklat diabetes.
Nu vet man att GAD65 spelar en viktig roll för utveckling av typ 1-diabetes och den autoimmuna formen av typ 2-diabetes (LADA); personer med förhöjda GAD-nivåer i blodet löper ökad risk för att utveckla diabetes och rekombinant GAD används på många håll i världen för att spåra autoantikroppar mot GAD och på så vis identifiera riskpersoner. Men fortfarande är det oklart vilken normal funktion GAD har i bukspottkörteln, säger Johnny Ludvigsson, diabetesforskare och professor i pediatrik vid Linköpings universitet. Han var en av de svenska forskarna som i början av 1980-talet upptäckte autoantigenet som sedan visade sig vara GAD65.
– Proteinet kan vara involverat i signaleringssystemet mellan de celler i bukspottkörteln som reglerar insulinsekretionen och styr glukosnivån i blodet. Men trots flera studier är vi fortfarande osäkra på proteinets funktion i cellöarna, säger Johnny Ludvigsson.
Alla barn har autoantikroppar mot GAD de första levnadsåren, men i mycket låga nivåer. Hos vissa ökar koncentrationen i takt med ökad ålder, men fortfarande är det bara de barn som utvecklar en mycket hög koncentration av den speciella form som kallas GAD65 som löper stor risk att utveckla typ 1-diabetes. Omkring 70–80 procent av barn som utvecklar typ 1-diabetes har höga koncentrationer av GAD, förklarar Johnny Ludvigsson.
– Ofta utvecklas först insulinautoantikroppar, sedan GAD-autoantikroppar, men koncentrationen kan fluktuera mycket och det kan delvis förklara varför bara vissa barn utvecklar diabetes. Har barnet höga nivåer av autoantikroppar mot både GAD och ytterligare minst ett autoantigen, exempelvis insulin, är risken upp emot 50 procent att barnet utvecklar diabetes inom fem år, säger Johnny Ludvigsson.
Idén bakom att använda rekombinant GAD65 som vaccin eller bromsmedicin för patientgruppen med höga GAD-koncentrationer bygger på att vänja immuncellerna vid det ämne, GAD65, som annars leder till att immunförsvaret angriper de insulinproducerande betacellerna. Redan vid mitten av 1990-talet visade forskaren Daniel Kaufman vid University of California i försök med möss att typ 1-diabetes kunde bromsas efter GAD-injektioner. T-cellerna som vandrade till bukspottkörteln kände då igen GAD, och frisatte antiinflammatoriska cytokiner som tryckte ner de immunologiska celler som annars skulle angripa betacellerna.
Samma princip ligger bakom en fas II-studie på 70 svenska barn och ungdomar i åldern 10 till 18 år, som blev klar 2008 och publicerades i oktober samma år (N Engl J Med. 2008:359:1909-20). Studien, som är den första som gjorts på nyinsjuknade barn, leddes av Johnny Ludvigsson och inkluderade patienter vid åtta kliniker i landet. Hälften av patienterna fick 20 mikrogram GAD65 subkutant dag 1 och dag 30, hälften fick placebo. Studien var en så kallad dubbelblindad studie. Samtliga hade haft diagnosen typ 1-diabetes i högst 18 månader och följdes i upp till 30 månader.
– Insulinsekretionen, mätt utifrån produktionen av C-peptid, minskade i båda grupperna. Men minskningen var signifikant lägre i gruppen som fick GAD-injektion och de patienter som fått den aktiva substansen hade bara förlorat hälften så mycket av den egna insulinproduktionen 15 månader efter injektionerna jämfört med kontrollgruppen. Det förekom ingen skillnad i effekt beroende på patienternas ålder, säger Johnny Ludvigsson.
GAD-injektionerna ledde till en snabb ökning av GAD-autoantikroppar i blodet; ökningen nådde sin topp efter tre månader och den förhöjda nivån kvarstod sedan under hela studieperioden jämfört med GAD-nivån hos kontrollgruppen. På immunologisk nivå såg forskarna hur GAD påverkade såväl T- som B-celler och ett flertal cytokiner som är involverade i regleringen av immunförsvaret. Några allvarliga biverkningar förekom inte.
Det fanns dock en kritisk gräns på högst sex månaders sjukdomstid för att GAD skulle ha en effekt. Hos de barn och ungdomar som haft typ 1-diabetes längre tid än sex månader innan de fick GAD-injektionerna märktes ingen förbättring av insulinsekretionen. Dessutom fanns det ingen skillnad mellan de båda grupperna ifråga om behovet av tillfört insulin, trots den förhöjda nivån C-peptid hos den behandlade gruppen. Mängden C-peptid speglar produktionen av insulin då båda ämnena produceras i jämförbar mängd av betacellerna.
– Även om man måste fortsätta tillföra insulin är det viktigt att behålla även en liten egenproduktion av insulin. Det betyder mycket för att hjälpa patienten att kontrollera sin sjukdom och minska risken för komplikationer av sjukdomen, säger Johnny Ludvigsson.
Tiden för behandlingsstart och mängden bevarade betaceller tycks ha en stor betydelse för vilken effekt GAD-injektioner har, och i en fas III-studie som nu startar med flera centrum i Europa och USA ska de barn och ungdomar som inkluderas ha haft en diagnostiserad typ 1-diabetes i högst tre månader. Drygt 300 patienter i Europa och lika många i USA ska ingå. Johnny Ludvigsson är koordinator för den europeiska delen av studien.
– Den nya studien får tre armar: en arm får fyra vaccinationer i stället för två: dag 1, dag 30, dag 90 samt dag 270. En arm får endast två vaccinationer plus två injektioner med placebo, och den tredje armen får fyra injektioner med placebo. Dosen blir densamma som i den förra studien, liksom åldersspannet. Hösten 2009 ska samtliga patienter vara rekryterade till studien, berättar Johnny Ludvigsson.
Hösten 2010 hoppas Johnny Ludvigsson att de första resultaten från den nya studien ska vara klara, och kanske det finns ett registrerat läkemedel redan 2011. Licensen för den substans som används, och som har produktnamnet Diamyd, ägs av det svenska biofarmaceutiska företaget Diamyd Medical. Det är Diamyd Medical som finansierat såväl den genomförda svenska studien som den nu planerade fas III-studien.
Johnny Ludvigsson tror dock att en framtida behandling kan komma att handla om en kombination av GAD och något annat ämne.
– Vi kanske kan ge GAD på annat sätt än i dessa studier, kanske med ökade doser vid flera behandlingstillfällen, och kanske i kombination med interleukin 1-receptorantagonister eller andra läkemedel eller autoantigener.
– Lyckas vi få fram en behandling i förebyggande syfte med GAD borde det bli aktuellt med allmän screening bland barn i kanske 3-årsåldern, säger Johnny Ludvigsson.
Ytterligare en studie med GAD har startat, den här gången med bas vid Oslo universitetssjukhus. Studien är unik så till vida att det är första gången biopsier från bukspottkörteln analyseras före och efter behandling med GAD. 90 vuxna personer med hög risk att utveckla typ 1-diabetes samt 60 patienter som nyligen fått diagnosen ingår, och Johnny Ludvigsson har medverkat i att ta fram det kliniska prövningsprotokollet.
– Jag har i 30 års tid längtat efter att få genomföra studier på biopsier från bukspottkörteln. Det vi tidigare kunnat studera är vävnadsmaterial från patienter som avlidit, eller perifera faktorer som T-celler, cytokiner etcetera. Vi har aldrig kunna studera själva »krigsskådeplatsen«, vad som händer i de Langerhansska öarna.
– I den norska studien tas biopsier före behandling med GAD, och sedan nya biopsier efter 1,5 år. Det här kan bli första gången vi får information om vad som faktiskt händer i pankreas, om det går att stoppa destruktionen och få cellerna att regenerera vid behandling, säger Johnny Ludvigsson.