Digoxina para la eritrocitosis congénita debida a la detección de hipoxia regulada al alza

El estudio investigará la digoxina para inhibir la respuesta hipóxica en la eritrocitosis congénita debido a mutaciones de la línea germinal que dan como resultado una detección de hipoxia regulada al alza. Estas formas de eritrocitosis congénita, caracterizadas por niveles aumentados del factor inducible por hipoxia (HIF)-1 y/o HIF-2, se deben a mutaciones de VHL (von Hippel Lindau), EGLN1 (que codifica la prolil hidroxilasa 2 [PHD2]) y EPAS1 (proteína 1 que contiene el dominio PAS endotelial) (que codifica HIF-2α). Además de un hematocrito alto, los pacientes tienen complicaciones trombóticas y mortalidad temprana que no mejoran con la terapia de flebotomía. No existe una terapia eficaz. La digoxina, utilizada durante mucho tiempo para tratar la insuficiencia cardíaca congestiva, es un potente inhibidor del factor maestro de transcripción inducible por hipoxia, HIF-1, y probablemente HIF-2.

Mutaciones de VHL: 15 pacientes conocidos en los EE. UU., 55 en Europa Occidental, 150 en Chuvashia, en Ischia y 11 en India.4 La eritrocitosis de Chuvash (CE), endémica en la República de Chuvash de Rusia y la isla italiana de Ischia, se debe a la homocigosidad para una mutación sin sentido de VHL (VHL c.598C>T; VHL R200W). VHL R200W afecta las interacciones de VHL con las subunidades HIF-α, reduciendo su destrucción mediada por ubiquitina. Los heterodímeros HIF-1 y HIF-2 aumentan, lo que lleva a una mayor expresión de sus genes diana, incluida la eritropoyetina (EPO). Además, los progenitores eritroides de CE son hipersensibles a la EPO, cuya explicación se desconoce. En estudios piloto esta hipersensibilidad es inhibida por digoxina. Los pacientes con CE son propensos a desarrollar trombosis y mortalidad temprana que es independiente del aumento del hematocrito. Este fenotipo es diferente de las mutaciones del síndrome de predisposición tumoral VHL de herencia dominante que, en combinación con mutaciones somáticas adquiridas, dan como resultado la tumorigénesis. Se han descrito otras mutaciones VHL homocigotas y heterocigotas compuestas que causan eritrocitosis pero no tumores.

Mutaciones en EGLN1 (factor 1 inducible por hipoxia familiar Egl-9): 5 pacientes en EE. UU. y 21 en Europa. PHD2 (codificado por el gen EGLN1) es, junto con VHL, el principal regulador negativo de HIF. Se dirige a las subunidades HIF-α para la degradación. La primera mutación de pérdida de función de PHD2 (PHD2 P317R) se identificó en una familia en la que los heterocigotos tenían eritrocitosis leve o limítrofe. Desde entonces, se han informado 25 pacientes adicionales con eritrocitosis inexplicable que son portadores heterocigóticos de diferentes mutaciones de PHD2. Casi todos los pacientes con eritrocitosis asociada a PHD2 tienen niveles normales de EPO.

Mutaciones EPAS1: 20 pacientes conocidos en los EE. UU. y aproximadamente 100 en Europa. Los pacientes afectados tienen mutaciones sin sentido heterocigóticas en la secuencia codificante del gen EPAS1 que codifica HIF-2α que dan como resultado una ganancia de función de HIF-2 y niveles elevados de EPO. Existe heterogeneidad en estas mutaciones de ganancia de función de EPAS1, pero su existencia respalda el papel crítico de HIF-2 en el control de la expresión de EPO renal.

La digoxina como agente inhibidor de los HIF. Se encontró que la digoxina, un fármaco común y fácilmente disponible aprobado por la FDA para el tratamiento de la insuficiencia cardíaca congestiva, inhibe la transcripción de genes dependientes de HIF en ~90% a una concentración de 0.4 μM; también inhibe la traducción de la proteína HIF-1α y bloquea la actividad de HIF-1 in vivo. Las dosis de digoxina que previenen y tratan la hipertensión pulmonar hipóxica murina protegen parcialmente de la eritrocitosis inducida por hipoxia. Estas dosis conducen a niveles de digoxina en plasma en ratones que están en el rango terapéutico para humanos o por debajo de este. En datos no publicados, las dosis terapéuticas de digoxina disminuyeron la eritropoyesis exagerada in vitro en un sujeto con CE.

El estudio plantea la hipótesis de que las dosis farmacológicas y los niveles de digoxina disminuirán la hemoglobina y el hematocrito, disminuirán la necesidad de flebotomía, disminuirán la propensión a la trombosis y disminuirán la presión pulmonar en pacientes con eritrocitosis debido a respuestas hipóxicas reguladas al alza. El estudio propuesto se lleva a cabo bajo IND138480 y está aprobado por la FDA.

Objetivo 1. Determinar si la digoxina es segura y disminuirá la EPO, la concentración de hemoglobina y la presión pulmonar en pacientes con eritrocitosis congénita debido a la detección de hipoxia regulada al alza.

Objetivo 2. Determinar si la digoxina disminuirá la transcripción del linaje de células sanguíneas purificadas y reducirá los niveles plasmáticos de los productos de los genes protrombóticos regulados positivamente por la respuesta hipóxica, incluidos IL1B (interleucina-1 beta), THBS1 (trombospondina), EGR1 (trombospondina temprana). respuesta de crecimiento 1), NLRP3 (dominio de pirina de la familia NLR que contiene 3), SERPINE1 (miembro 1 de la familia E de serpina) y F3 (factor tisular).

Objetivo 3. En un estudio corolario, determinar si las concentraciones de digoxina alcanzables in vivo anulan la hipersensibilidad a la EPO progenitora eritroide in vitro de mutaciones distintas de VHL R200W, y si los inhibidores de HIF-2α (ya en ensayos clínicos) anulan la hipersensibilidad a la EPO progenitora eritroide in vitro solos o en combinación con digoxina.

En resumen, esta propuesta brinda una oportunidad sin precedentes para identificar una terapia económica para formas raras de eritrocitosis debido a la detección de hipoxia regulada al alza para la cual ahora no existe una terapia segura y efectiva. Como tal, esta propuesta coincide plenamente con los objetivos del Programa de Productos Huérfanos de la FDA. La investigación también ayudará a definir el papel de la hipoxia en enfermedades comunes de la humanidad, como el mal de montaña crónico, la apnea obstructiva del sueño, la trombosis venosa profunda, la trombosis asociada al cáncer y la hipertensión pulmonar.