Nusinersen is an antisense oligonucleotide drug that modulates pre–messenger RNA splicing of the survival motor neuron 2 (SMN2) gene. It has been developed for the treatment of spinal muscular atrophy (SMA).

Objective:

 To examine safety, tolerability, pharmacokinetics, and preliminary clinical efficacy of intrathecal nusinersen (previously ISIS-SMN_Rx), an antisense oligonucleotide designed to alter splicing of SMN2 mRNA, in patients with childhood spinal muscular atrophy (SMA). 

Methods:

 Nusinersen was delivered by intrathecal injection to medically stable patients with type 2 and type 3 SMA aged 2–14 years in an open-label phase 1 study and its long-term extension. Four ascending single-dose levels (1, 3, 6, and 9 mg) were examined in cohorts of 6–10 participants. Participants were monitored for safety and tolerability, and CSF and plasma pharmacokinetics were measured. Exploratory efficacy endpoints included the Hammersmith Functional Motor Scale Expanded (HFMSE) and Pediatric Quality of Life Inventory. 

Results:

 A total of 28 participants enrolled in the study (n = 6 in first 3 dose cohorts; n = 10 in the 9-mg cohort). Intrathecal nusinersen was well-tolerated with no safety/tolerability concerns identified. Plasma and CSF drug levels were dose-dependent, consistent with preclinical data. Extended pharmacokinetics indicated a prolonged CSF drug half-life of 4–6 months after initial clearance. A significant increase in HFMSE scores was observed at the 9-mg dose at 3 months postdose (3.1 points; p = 0.016), which was further increased 9–14 months postdose (5.8 points; p = 0.008) during the extension study. 

Conclusions:

 Results from this study support continued development of nusinersen for treatment of SMA. 

Classification of evidence:

 This study provides Class IV evidence that in children with SMA, intrathecal nusinersen is not associated with safety or tolerability concerns.

This is the second half of a two-part document updating the standard of care recommendations for spinal muscular atrophy published in 2007. This part includes updated recommendations on pulmonary management and acute care issues, and topics that have emerged in the last few years such as other organ involvement in the severe forms of spinal muscular atrophy and the role of medications. Ethical issues and the choice of palliative versus supportive care are also addressed. These recommendations are becoming increasingly relevant given recent clinical trials and the prospect that commercially available therapies will likely change the survival and natural history of this disease.

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a fatal disease caused by mutation of the gene encoding the cytoskeletal protein dystrophin. Despite a wealth of recent information about the molecular basis of DMD, effective treatment for this disease does not exist because the mechanism by which dystrophin deficiency produces the clinical phenotype is unknown. In both mouse and human skeletal muscle, dystrophin deficiency results in loss of neuronal nitric oxide synthase, which normally is localized to the sarcolemma as part of the dystrophin–glycoprotein complex. Recent studies in mice suggest that skeletal muscle-derived nitric oxide may play a key role in the regulation of blood flow within exercising skeletal muscle by blunting the vasoconstrictor response to α-adrenergic receptor activation. Here we report that this protective mechanism is defective in children with DMD, because the vasoconstrictor response (measured as a decrease in muscle oxygenation) to reflex sympathetic activation was not blunted during exercise of the dystrophic muscles. In contrast, this protective mechanism is intact in healthy children and those with polymyositis or limb-girdle muscular dystrophy, muscle diseases that do not result in loss of neuronal nitric oxide synthase. This clinical investigation suggests that unopposed sympathetic vasoconstriction in exercising human skeletal muscle may constitute a heretofore unappreciated vascular mechanism contributing to the pathogenesis of DMD.

Background Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a severe, progressive, and rare neuromuscular, X-linked recessive disease. Dystrophin deficiency is the underlying cause of disease; therefore, mutation-specific therapies aimed at restoring dystrophin protein production are being explored. We aimed to assess the efficacy and safety of ataluren in ambulatory boys with nonsense mutation DMD. Methods We did this multicentre, randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 3 trial at 54 sites in 18 countries located in North America, Europe, the Asia-Pacific region, and Latin America. Boys aged 7–16 years with nonsense mutation DMD and a baseline 6-minute walk distance (6MWD) of 150 m or more and 80% or less of the predicted normal value for age and height were randomly assigned (1:1), via permuted block randomisation (block size of four) using an interactive voice-response or web-response system, to receive ataluren orally three times daily (40 mg/kg per day) or matching placebo. Randomisation was stratified by age (<9 years vs ≥9 years), duration of previous corticosteroid use (6 months to <12 months vs ≥12 months), and baseline 6MWD (<350 m vs ≥350 m). Patients, parents and caregivers, investigational site personnel, PTC Therapeutics employees, and all other study personnel were masked to group allocation until after database lock. The primary endpoint was change in 6MWD from baseline to week 48. We additionally did a prespecified subgroup analysis of the primary endpoint, based on baseline 6MWD, which is reflective of anticipated rates of disease progression over 1 year. The primary analysis was by intention to treat. This study is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT01826487. Findings Between March 26, 2013, and Aug 26, 2014, we randomly assigned 230 patients to receive ataluren (n=115) or placebo (n=115); 228 patients comprised the intention-to-treat population. The least-squares mean change in 6MWD from baseline to week 48 was −47·7 m (SE 9·3) for ataluren-treated patients and −60·7 m (9·3) for placebo-treated patients (difference 13·0 m [SE 10·4], 95% CI −7·4 to 33·4; p=0·213). The least-squares mean change for ataluren versus placebo in the prespecified subgroups was −7·7 m (SE 24·1, 95% CI −54·9 to 39·5; p=0·749) in the group with a 6MWD of less than 300 m, 42·9 m (15·9, 11·8–74·0; p=0·007) in the group with a 6MWD of 300 m or more to less than 400 m, and −9·5 m (17·2, −43·2 to 24·2; p=0·580) in the group with a 6MWD of 400 m or more. Ataluren was generally well tolerated and most treatment-emergent adverse events were mild to moderate in severity. Eight (3%) patients (n=4 per group) reported serious adverse events; all except one event in the placebo group (abnormal hepatic function deemed possibly related to treatment) were deemed unrelated to treatment. Interpretation Change in 6MWD did not differ significantly between patients in the ataluren group and those in the placebo group, neither in the intention-to-treat population nor in the prespecified subgroups with a baseline 6MWD of less than 300 m or 400 m or more. However, we recorded a significant effect of ataluren in the prespecified subgroup of patients with a baseline 6MWD of 300 m or more to less than 400 m. Baseline 6MWD values within this range were associated with a more predictable rate of decline over 1 year; this finding has implications for the design of future DMD trials with the 6-minute walk test as the endpoint. Funding PTC Therapeutics.

Objective Infantile‐onset spinal muscular atrophy (SMA) is the most common genetic cause of infant mortality, typically resulting in death preceding age 2. Clinical trials in this population require an understanding of disease progression and identification of meaningful biomarkers to hasten therapeutic development and predict outcomes. Methods A longitudinal, multicenter, prospective natural history study enrolled 26 SMA infants and 27 control infants aged <6 months. Recruitment occurred at 14 centers over 21 months within the NINDS‐sponsored NeuroNEXT (National Network for Excellence in Neuroscience Clinical Trials) Network. Infant motor function scales (Test of Infant Motor Performance Screening Items [TIMPSI], The Children's Hospital of Philadelphia Infant Test for Neuromuscular Disorders, and Alberta Infant Motor Score) and putative physiological and molecular biomarkers were assessed preceding age 6 months and at 6, 9, 12, 18, and 24 months with progression, correlations between motor function and biomarkers, and hazard ratios analyzed. Results Motor function scores (MFS) and compound muscle action potential (CMAP) decreased rapidly in SMA infants, whereas MFS in all healthy infants rapidly increased. Correlations were identified between TIMPSI and CMAP in SMA infants. TIMPSI at first study visit was associated with risk of combined endpoint of death or permanent invasive ventilation in SMA infants. Post‐hoc analysis of survival to combined endpoint in SMA infants with 2 copies of SMN2 indicated a median age of 8 months at death (95% confidence interval, 6, 17). Interpretation These data of SMA and control outcome measures delineates meaningful change in clinical trials in infantile‐onset SMA. The power and utility of NeuroNEXT to provide “real‐world,” prospective natural history data sets to accelerate public and private drug development programs for rare disease is demonstrated. Ann Neurol 2017;82:883–891

Objective

 To report results of intrathecal nusinersen in children with later-onset spinal muscular atrophy (SMA). 

Methods

 Analyses included children from a phase 1b/2a study (ISIS-396443-CS2; NCT01703988) who first received nusinersen during that study and were eligible to continue treatment in the extension study (ISIS-396443-CS12; NCT02052791). The phase 1b/2a study was a 253-day, ascending dose (3, 6, 9, 12 mg), multiple-dose, open-label, multicenter study that enrolled children with SMA aged 2–15 years. The extension study was a 715-day, single-dose level (12 mg) study. Time between studies varied by participant (196–413 days). Assessments included the Hammersmith Functional Motor Scale–Expanded (HFMSE), Upper Limb Module (ULM), 6-Minute Walk Test (6MWT), compound muscle action potential (CMAP), and quantitative multipoint incremental motor unit number estimation. Safety also was assessed. 

Results

 Twenty-eight children were included (SMA type II, n = 11; SMA type III, n = 17). Mean HFMSE scores, ULM scores, and 6MWT distances improved by the day 1,150 visit (HFMSE: SMA type II, +10.8 points; SMA type III, +1.8 points; ULM: SMA type II, +4.0 points; 6MWT: SMA type III, +92.0 meters). Mean CMAP values remained relatively stable. No children discontinued treatment due to adverse events. 

Conclusions

 Nusinersen treatment over ∼3 years resulted in motor function improvements and disease activity stabilization not observed in natural history cohorts. These results document the long-term benefit of nusinersen in later-onset SMA, including SMA type III. 

Clinicaltrials.gov identifier

 NCT01703988 (ISIS-396443-CS2); NCT02052791 (ISIS-396443-CS12). 

Classification of evidence

 This study provides Class IV evidence that nusinersen improves motor function in children with later-onset SMA.