Digoxin til medfødt erytrocytose på grund af opreguleret hypoxifølelse

Undersøgelsen vil undersøge digoxin for at hæmme det hypoxiske respons i medfødt erytrocytose på grund af kimlinjemutationer, der resulterer i opreguleret hypoksi-sensing. Disse former for medfødt erytrocytose, karakteriseret ved forøgede niveauer af hypoxiinducerbar faktor (HIF)-1 og/eller HIF-2, skyldes mutationer af VHL (von Hippel Lindau), EGLN1 (koder for prolylhydroxylase 2 [PHD2]) og EPAS1 (endotel-PAS-domæne-holdigt protein 1) (koder for HIF-2a). Ud over en høj hæmatokrit har patienterne trombotiske komplikationer og tidlig dødelighed, som ikke forbedres af flebotomiterapi. Der er ingen effektiv terapi. Digoxin, der længe har været brugt til at behandle kongestiv hjertesvigt, er en potent hæmmer af den mest hypoxi-inducerbare transkriptionsfaktor, HIF-1, og sandsynligvis HIF-2.

VHL-mutationer - 15 kendte patienter i USA, 55 i Vesteuropa, 150 i Chuvashia, i Ischia og 11 i Indien.4 Chuvash erytrocytose (CE), endemisk i Chuvash Republikken Rusland og den italienske ø Ischia, skyldes homozygositet for en missense-mutation af VHL (VHL c.598C>T; VHL R200W). VHL R200W forringer interaktioner mellem VHL og HIF-α-underenheder, hvilket reducerer deres ubiquitin-medierede ødelæggelse. HIF-1- og HIF-2-heterodimerer øges, hvilket fører til øget ekspression af deres målgener, herunder erythropoietin (EPO). Derudover er CE erythroide stamceller overfølsomme over for EPO, hvis forklaring ikke er kendt. I pilotundersøgelser hæmmes denne overfølsomhed af digoxin. CE-patienter er tilbøjelige til at udvikle trombose og tidlig dødelighed, der er uafhængig af stigningen i hæmatokrit. Denne fænotype er forskellig fra de dominant nedarvede VHL-tumorprædispositionssyndrommutationer, der i kombination med erhvervede somatiske mutationer resulterer i tumorigenese. Andre homozygote og sammensatte heterozygote VHL-mutationer, der forårsager erytrocytose, men ikke tumorer, er blevet beskrevet.

EGLN1 (Egl-9 familie hypoxi inducerbar faktor 1) mutationer - 5 patienter i USA. og 21 i Europa. PHD2 (kodet af EGLN1-genet) er sammen med VHL en primær negativ regulator af HIF'er. Det retter sig mod HIF-α-underenheder til nedbrydning. Den første tab af funktionsmutation af PHD2 (PHD2 P317R) blev identificeret i en familie, hvor heterozygoter havde mild eller grænseoverskridende erytrocytose. Siden da er yderligere 25 patienter med uforklarlig erytrocytose, som er heterozygote bærere af forskellige PHD2-mutationer, blevet rapporteret. Næsten alle patienter med PHD2-associeret erytrocytose har normale EPO-niveauer.

EPAS1-mutationer - 20 kendte patienter i USA og ca. 100 i Europa. Berørte patienter har heterozygote missense-mutationer i den kodende sekvens af EPAS1-genet, der koder for HIF-2α, hvilket resulterer i forstærkning af funktion af HIF-2 og forhøjede EPO-niveauer. Der er heterogenitet i disse gain-of-function EPAS1-mutationer, men deres eksistens understøtter HIF-2's kritiske rolle i at kontrollere ekspressionen af ​​renal EPO.

Digoxin som et middel til at hæmme HIF'er. Digoxin, et almindeligt og let tilgængeligt FDA-godkendt lægemiddel til behandling af kongestivt hjertesvigt, viste sig at hæmme HIF-afhængig gentranskription med ~90% ved en koncentration på 0,4 μM; det hæmmer også HIF-1α-proteintranslation og blokerer HIF-1-aktivitet in vivo. Doser af digoxin, der forebygger og behandler murin hypoxisk pulmonal hypertension, beskytter delvist mod hypoxi-induceret erytrocytose. Disse doser fører til plasmadigoxinniveauer hos mus, der er på eller under det terapeutiske område for mennesker. I upublicerede data mindskede terapeutiske doser af digoxin overdreven erytropoiese in vitro hos en CE-patient.

Undersøgelsen antager, at farmakologiske doser og niveauer af digoxin vil reducere hæmoglobin og hæmatokrit, mindske behovet for flebotomi, mindske tilbøjeligheden til trombose og reducere pulmonalt tryk hos patienter med erytrocytose på grund af opregulerede hypoxiske reaktioner. Den foreslåede undersøgelse er udført under IND138480 og er godkendt af FDA.

Formål 1. Bestem, om digoxin er sikkert og vil nedsætte EPO, hæmoglobinkoncentration og pulmonalt tryk hos patienter med medfødt erytrocytose på grund af opreguleret hypoxi-sensing.

Mål 2. Bestem, om digoxin vil mindske transkription af oprenset blodcellelinje og reducere plasmaniveauer af produkterne af protrombotiske gener opreguleret af det hypoxiske respons, herunder IL1B (interleukin-1 beta), THBS1 (trombospondin), EGR1 (tidlig vækstrespons 1), NLRP3 (NLR familie pyrin domæne indeholdende 3), SERPINE1 (serpin familie E medlem 1) og F3 (vævsfaktor).

Mål 3. Bestem i et følgestudie, om in vivo opnåelige digoxinkoncentrationer ophæver in vitro erythroid progenitor EPO-overfølsomhed af mutationer andre end VHL R200W, og om HIF-2α-hæmmere (allerede i kliniske forsøg) ophæver erythroid progenitor EPO-overfølsomhed alene eller i kombinationsoverfølsomhed. med digoxin.

Sammenfattende giver dette forslag en hidtil uset mulighed for at identificere billig terapi for sjældne former for erytrocytose på grund af opreguleret hypoxi-føling, som der nu ikke er nogen sikker, effektiv terapi for. Som sådan falder dette forslag fuldt ud sammen med målene for FDA's Orphan Products Program. Forskningen vil også hjælpe med at definere hypoxis rolle i almindelige sygdomme hos menneskeheden, herunder kronisk bjergsyge, obstruktiv søvnapnø, dyb venetrombose, cancerassocieret trombose og pulmonal hypertension.