Genética de la respuesta QT a la moxifloxacina (MOXIGEN)

I. Antecedentes y trascendencia A. Antecedentes históricos y base científica La causa más frecuente de retirada o restricción de fármacos ya comercializados es la prolongación del intervalo QT, y la consecuente arritmia, torsade de pointes1, potencialmente mortal. Descrita por primera vez en la década de 1960 con la terapia con quinidina2, la torsade de pointes ocurre más comúnmente con antiarrítmicos3, aunque el riesgo de muerte súbita cardíaca aumenta en un 270 % con el uso de un medicamento que prolonga el intervalo QT no cardíaco4.

El intervalo QT del electrocardiograma refleja la repolarización del miocardio ventricular, y las anomalías en la duración del intervalo QT son el indicador más común de repolarización anormal. Aunque existen varias hipótesis sobre cómo la repolarización anormal, y específicamente la prolongación del intervalo QT, produce arritmias ventriculares, el hallazgo más consistente parece ser que durante la despolarización prolongada los canales de sodio se recuperan de la inactivación y se reactivan, lo que provoca lo que se denomina posdespolarizaciones tempranas. Cuando se combinan también con la heterogeneidad en la repolarización, estas posdespolarizaciones tempranas crean un sustrato miocárdico favorable para la reentrada, lo que resulta en la propagación de ondas de reentrada intramiocárdicas y torsade de pointes5.

La prolongación del intervalo QT inducida por fármacos es la principal barrera para que nuevos agentes terapéuticos lleguen al mercado. Si bien varios medicamentos, factores ambientales y factores genéticos se han asociado con la prolongación del intervalo QT, nuestra capacidad para predecir de forma individual quién desarrollará la prolongación del intervalo QT, sin mencionar la torsade de pointes, es limitada.

Un enfoque genético personalizado para la prevención de la toxicidad sería importante porque la respuesta a los fármacos cardiotóxicos no es específica de una sola clase de fármacos; la predicción del riesgo de arritmogenicidad se puede aplicar a todos los medicamentos utilizados en una variedad de condiciones. En pocas palabras, esta investigación puede permitir que se comercialicen medicamentos con perfiles de riesgo/beneficio actualmente marginales, salvando a aquellos en riesgo y brindando acceso a nuevas terapias para aquellos que no lo están. Desde una perspectiva de salud pública, reducirá la toxicidad potencialmente fatal y, por lo tanto, mejorará la salud humana a través de la identificación de individuos particulares en riesgo.

B. Estudios previos En un metanálisis de tres cohortes prospectivas (Estudio de salud cardiovascular, Estudio del corazón de Framingham y Estudio de Rotterdam) en 13 685 personas blancas de ascendencia europea como parte del consorcio QTGEN, Newton-Cheh y sus colegas identificaron asociaciones de variantes comunes (p < 5x10-8) en cinco loci previamente asociados con el intervalo QT: NOS1AP, KCNQ1, KCNE1, KCNH2 y SCN5A, así como nuevas asociaciones en otros 5 loci previamente no reconocidos para influir en la repolarización miocárdica10. En estos 10 loci, 14 variantes independientes explicaron del 5,4 al 6,5% de la variación del intervalo QT, que fue más de lo que se explica por el sexo o la edad, los factores clínicos no genéticos más fuertes10. Una puntuación del genotipo QT basada en estas variantes se asoció con un QTc de 9,7 a 12,4 ms más prolongado en el quintil superior en comparación con el quintil inferior en las muestras del metanálisis, que incluía perfiles heterogéneos de edad, factor de riesgo y exposición al fármaco10-12. Estos efectos fueron consistentes en individuos de ascendencia europea y afroamericana. Esta puntuación de QT se validó de forma independiente en una muestra de población finlandesa en la que la verificación completa de la medicación permitió excluir a aquellos que estaban en terapia de alteración del intervalo QT, y en la que la puntuación de QT se asoció con una diferencia de intervalo QT de 15,6 ms entre los quintiles superior e inferior13.

La moxifloxacina es adecuada para estudiar la prolongación del intervalo QT inducida por fármacos, ya que se sabe que provoca una prolongación del intervalo QT transitoria y leve. En comparación con el placebo, 400 mg de moxifloxacino oral se asocian con un aumento de aproximadamente 10 ms en el intervalo QT corregido por frecuencia cardíaca14, 15. A pesar de este aumento en el intervalo QT, no se ha informado un aumento del riesgo de muerte súbita con la administración oral de una dosis única de moxifloxacino16, por lo que es un fármaco seguro y bien validado para su uso en el estudio de la respuesta a fármacos cardiotóxicos en sujetos humanos sanos. Además, ha sido ampliamente utilizado por la industria farmacéutica como control positivo según lo exige la FDA para demostrar un método suficientemente sensible para detectar la prolongación del intervalo QT.

C. Justificación del beneficio propuesto de la investigación La prolongación del intervalo QT inducida por fármacos es un riesgo significativo para la salud pública y una barrera importante para el desarrollo de fármacos19-21. Por ejemplo, la cisaprida, un agente de motilidad esofágica utilizado para el reflujo gastroesofágico, puede haber provocado más de 80 muertes antes de que se retirara del mercado22. Además de la identificación de los medicamentos culpables, también existen características del paciente vulnerable, que incluyen sexo femenino23, bradicardia24, hipopotasemia25 y predisposición genética por mutaciones raras3, 6, 26, que colocan a ciertos individuos en mayor riesgo de arritmia fatal. La identificación de estos individuos en riesgo con el uso de marcadores genéticos representaría un avance fundamental hacia una farmacoterapia más segura7. La base de este estudio es ampliar el uso de la genética más allá de las raras mutaciones familiares que predisponen al riesgo de prolongación del intervalo QT a la detección a gran escala de la población general mediante genotipado (ensayo de variantes específicas) para polimorfismos relativamente comunes que podrían aumentar el riesgo de QT. prolongación y posterior torsade de pointes.

II. Objetivo específico Nuestra hipótesis es que las variantes genéticas comunes con efectos intermedios sobre el intervalo QT en reposo, cuando se examinan en conjunto, pueden identificar un subgrupo de personas con riesgo de prolongación exagerada del intervalo QT en respuesta a un medicamento que prolonga el intervalo QT.

Esta hipótesis se contrastará a través del siguiente objetivo específico:

Evaluar la capacidad de las variantes genéticas comunes en conjunto para predecir la prolongación del intervalo QT inducida por fármacos en sujetos sanos. Reclutaremos a 80 voluntarios sanos extraídos de los quintiles superior e inferior de una puntuación del genotipo QT para evaluar la respuesta del QT a la moxifloxacina en comparación con el placebo en el Hospital General de Massachusetts (MGH).

tercero Selección de sujetos A. Criterios de inclusión/exclusión: a través de un protocolo separado, la Dra. Newton-Cheh ha reclutado hasta la fecha a más de 1000 voluntarios sanos de 18 a 40 años de edad con consentimiento para volver a ponerse en contacto sobre la base de los genotipos determinados después de una visita de selección inicial, todos de los cuales se han sometido a extracción de ADN. De la colección existente de 1000 sujetos, aproximadamente el 75 % se describen a sí mismos como europeos/caucásicos y el 8 % son afroamericanos. Estos son individuos sanos de 18 años o más. Para este estudio, genotiparemos 68 SNP QT independientes utilizando la matriz de genotipado Sequenom en el núcleo Sequenom del Centro MGH para la Investigación Genética Humana en estas muestras. La puntuación del genotipo es la suma de los efectos previstos en el intervalo QT para cada genotipo. A partir de la puntuación del genotipo, determinaremos el conjunto de individuos que pertenecen al quintil superior o inferior de la puntuación de riesgo del genotipo QT para ser elegibles para nuestro estudio de moxifloxacina (consulte a continuación los detalles del cálculo de la puntuación del genotipo). Serán elegibles voluntarios hombres y mujeres aparentemente sanos de ascendencia europea y afroamericana, entre 18 y 50 años de edad, si están libres de enfermedades cardiovasculares, renales, hepáticas conocidas, no tienen antecedentes personales o familiares de muerte súbita cardíaca; no use medicamentos recetados o de venta libre, así como drogas recreativas; no tener bradicardia (definida como frecuencia cardíaca en reposo < 50 lpm), enfermedad de la conducción (QRS > 100 ms) o prolongación del intervalo QTc en el electrocardiograma (QTc > 500 ms); y tener un potasio sérico normal (K>3.3) y magnesio (Mg>1.8), así como pruebas de función renal y hepática. Excluiremos a las mujeres que están amamantando, embarazadas o que planean quedar embarazadas durante el período de estudio, las asesoraremos sobre la importancia de usar métodos anticonceptivos durante el período de estudio y controlaremos la HCG sérica en la visita de selección. Estimamos que 266 personas (133 en los quintiles más alto y más bajo, respectivamente) serán elegibles.

IV. Inscripción de asignaturas

A. Métodos de inscripción y procedimientos para el consentimiento informado:

Consulte más arriba los detalles de la identificación del sujeto para la inscripción. Se invitará a las personas elegibles a asistir a una visita de selección para el estudio de moxifloxacina con un objetivo de inscripción de 40 en cada grupo de genotipo. Planeamos contactar hasta 266 personas que se encuentran en los quintiles superior e inferior de la puntuación del genotipo QT para que acudan a la visita de selección. Anticipamos invitar aproximadamente a 160 personas para la visita de selección, con un tamaño de muestra de inscripción objetivo de 80 personas. Estos sujetos serán contactados por teléfono acerca de la participación en este estudio, y luego se obtendrá el consentimiento informado a su llegada para la visita de selección y se verificará en las visitas posteriores si son elegibles para el protocolo del estudio.

V. Protocolo del estudio A. Recopilación de datos: Los sujetos serán llevados al Centro de investigación clínica de MGH para una visita de selección inicial en la que se revisarán los criterios de elegibilidad (con exclusión/inclusión según corresponda) y se les realizará un registro de ECG. Las personas elegibles para las visitas del estudio regresarán más tarde al Centro de Investigación Clínica de MGH en dos días separados separados por al menos una semana (para garantizar el lavado). En cada visita, recibirán el fármaco del estudio (ya sea 400 mg de moxifloxacina oral o placebo) asignado mediante aleatorización en bloque doble ciego (por sexo y grupo de genotipo por separado) a las 10 a. m. en ayunas (el estadístico tendrá la clave de aleatorización; el resto del personal del estudio serán cegados hasta el cierre del estudio). A las mujeres se les realizará una prueba de detección de embarazo utilizando una HCG en orina en el momento de ambas visitas del estudio. Se les realizarán 6 ECG en el tiempo 0 y a intervalos de 30 min a partir de entonces, en posición sentada después de al menos 15 min de descanso utilizando la colocación de electrodos fijos durante un total de 6 horas después de la administración del fármaco del estudio. A las 2, 4 y 6 horas se extraerá una muestra de sangre para determinación de moxifloxacino plasmático por espectrometría de masas. Todos los ECG se cargan en una partición de investigación de la base de datos de ECG GE MUSE 7 del Hospital General de Massachusetts, y se aplica el algoritmo 12 SL para la medición de intervalos, como se usa en estudios anteriores de nuestro grupo. Monitorizaremos el QT cada 30 minutos a lo largo del protocolo e identificaremos a los sujetos con marcada prolongación del QT. Cualquier sujeto que tenga un QTc >500 ms se mantendrá en el HCRC para observación adicional, con la decisión de realizar un seguimiento en el HCRC todas las mañanas hasta que sea inferior a 500 ms o ser admitido en el hospital para telemetría según el grado. de prolongación y juicio clínico.

B. Venopunción: La venopunción se realizará utilizando técnicas estándar para obtener plasma para la cuantificación de los niveles de moxifloxacino. Recogeremos 10 ml de sangre a las 2 h, 4 h y 6 h después de la administración del fármaco del estudio (30 ml en total).

C. Genotipificación: la matriz de genotipificación Sequenom realizará la genotipificación en el núcleo de Sequenom del Centro para la Investigación Genética Humana del MGH en el ADN genómico existente aislado en.

VI. Análisis bioestadístico:

Puntuación del genotipo QT. Planeamos utilizar una modificación de la puntuación del genotipo QT que ha sido previamente establecida11, 12 y validada por nosotros en una cohorte finlandesa separada13. La puntuación se construye utilizando el número de copias del alelo multiplicado por las estimaciones del efecto. A partir de la puntuación del genotipo, determinaremos el conjunto de individuos que pertenecen al quintil superior o inferior de la puntuación de riesgo del genotipo QT (de los cuales, esperamos que el 75% (n=133 por quintil)) para ser elegible para nuestro estudio de moxifloxacina, basado en nuestro trabajo piloto anterior. Invitaremos a estas personas a asistir a una visita de selección (ver arriba) para el estudio de moxifloxacina con un objetivo de inscripción de 40 en cada grupo de genotipo.

Evaluación de resultados: cualquier persona con arritmia sinusal presente en más del 50 % de los ECG durante las dos visitas del estudio se eliminará del análisis. Los ECG con latidos ventriculares o auriculares prematuros se eliminarán del análisis (estos son muy poco frecuentes en voluntarios sanos). El QTc que usa la corrección de frecuencia cardíaca de Fridericia (QTc = QT/3√RR) se tomará como el promedio de todos los ECG elegibles de cada punto de tiempo. El ΔQTc se calculará como la diferencia en el QTc desde el inicio (después de la administración del fármaco del estudio/placebo) para cada punto de tiempo. A partir del ΔQTc, la diferencia entre el ΔQTc posterior a la moxifloxacina y el posterior al placebo también se calculará en cada punto de tiempo (ΔΔQTc). El ΔΔQTc medio de los puntos de tiempo de 180-300 minutos (que según nuestro trabajo piloto y los informes publicados se espera que sea de 10 mseg) se comparará entre los dos grupos de genotipos (superior e inferior y quintil) mediante una prueba t no pareada. Estimamos que se necesitarán 40 personas en cada grupo para tener el poder adecuado para detectar una diferencia clínicamente significativa (6,3 ms) en la prolongación del intervalo QT entre los dos grupos según nuestros datos piloto (Tabla 2). Un aumento de 6 ms después de la exposición a un fármaco en comparación con el placebo es el umbral en el que la FDA expresa su preocupación por el potencial de un fármaco para causar torsade de pointes y, por lo tanto, es clínicamente significativo.

Análisis secundarios. Planeamos realizar tres análisis secundarios. En primer lugar, examinaremos la influencia de los SNP únicos de mayor efecto sobre la respuesta del intervalo QT a la moxifloxacina. Dado que los cálculos de potencia y la inscripción en el estudio se basan en la puntuación de genotipo agregada, esperamos que estos análisis secundarios tengan poca potencia. En segundo lugar, si observamos una diferencia significativa en la respuesta QT entre los quintiles superior e inferior de la puntuación del genotipo QT, examinaremos la influencia de los deciles en los resultados observados comparando los deciles 9 (percentil 80-90) y 10 (percentil > 90) de puntuación al decil o quintil inferior, aunque dada la naturaleza compuesta de la puntuación del genotipo y la naturaleza aditiva de las variantes, no esperamos un efecto de umbral. Por último, determinaremos el impacto del QTc inicial en la respuesta QT y evaluaremos si el ajuste adicional del QTc inicial altera cualquier efecto observado de la puntuación del genotipo en la respuesta QT a la moxifloxacina.