Digoksiini synnynnäiseen erytrosytoosiin, joka johtuu säädellystä hypoksian havaitsemisesta

Tutkimuksessa tutkitaan digoksiinia estämään hypoksinen vaste synnynnäisessä erytrosytoosissa, joka johtuu ituradan mutaatioista, jotka johtavat lisääntyneeseen hypoksian havaitsemiseen. Nämä synnynnäisen erytrosytoosin muodot, joille on tunnusomaista lisääntyneet hypoksiaa aiheuttavan tekijän (HIF)-1 ja/tai HIF-2 tasot, johtuvat VHL:n (von Hippel Lindau), EGLN1:n (koodaa prolyylihydroksylaasi 2:ta [PHD2]) ja EPAS1:n mutaatioista. (endoteelin PAS-domeenia sisältävä proteiini 1) (koodaa HIF-2a:aa). Korkean hematokriitin lisäksi potilailla on tromboottisia komplikaatioita ja varhaista kuolleisuutta, joita flebotomiahoito ei paranna. Tehokasta terapiaa ei ole. Digoksiini, jota on pitkään käytetty kongestiivisen sydämen vajaatoiminnan hoitoon, on voimakas päähypoksian aiheuttaman transkriptiotekijän, HIF-1:n ja todennäköisesti HIF-2:n estäjä.

VHL-mutaatiot - 15 tunnettua potilasta Yhdysvalloissa, 55 Länsi-Euroopassa, 150 Chuvashiassa, Ischiassa ja 11 Intiassa.4 Chuvashin erytrosytoosi (CE), endeeminen Venäjän Chuvashin tasavallassa ja Italiassa sijaitsevalla Ischian saarella, johtuu VHL:n missense-mutaation homotsygoottisuudesta (VHL c.598C>T; VHL R200W). VHL R200W heikentää VHL:n vuorovaikutusta HIF-α-alayksiköiden kanssa, mikä vähentää niiden ubikvitiinivälitteistä tuhoa. HIF-1- ja HIF-2-heterodimeerit lisääntyvät, mikä johtaa niiden kohdegeenien, mukaan lukien erytropoietiinin (EPO) lisääntyneeseen ilmentymiseen. Lisäksi CE-erytroidiprogenitorit ovat yliherkkiä EPO:lle, minkä selitystä ei tunneta. Pilottitutkimuksissa digoksiini estää tämän yliherkkyyden. CE-potilaat ovat alttiita tromboosille ja varhaiselle kuolleelle, joka on riippumaton hematokriitin noususta. Tämä fenotyyppi eroaa vallitsevasti periytyvistä VHL-kasvainalttiusoireyhtymän mutaatioista, jotka yhdessä hankittujen somaattisten mutaatioiden kanssa johtavat tuumorigeneesiin. Muita homotsygoottisia ja yhdistelmiä heterotsygoottisia VHL-mutaatioita, jotka aiheuttavat erytrosytoosia mutta eivät kasvaimia, on kuvattu.

EGLN1:n (Egl-9-perheen hypoksian indusoiva tekijä 1) mutaatiot - 5 potilasta Yhdysvalloissa. ja 21 Euroopassa. PHD2 (EGLN1-geenin koodaama) on VHL:n ohella HIF:ien pääasiallinen negatiivinen säätelijä. Se kohdistuu HIF-α-alayksiköihin hajoamista varten. Ensimmäinen PHD2:n funktion menetysmutaatio (PHD2 P317R) tunnistettiin perheessä, jossa heterotsygootilla oli lievä tai rajallinen erytrosytoosi. Sen jälkeen on raportoitu 25 lisäpotilasta, joilla on selittämätön erytrosytoosi ja jotka ovat erilaisten PHD2-mutaatioiden heterotsygoottikantajat. Lähes kaikilla potilailla, joilla on PHD2:een liittyvä erytrosytoosi, EPO-tasot ovat normaalit.

EPAS1-mutaatiot – 20 tunnettua potilasta Yhdysvalloissa ja noin 100 Euroopassa. Sairastuneilla potilailla on heterotsygoottisia missense-mutaatioita HIF-2a:aa koodaavan EPAS1-geenin koodaavassa sekvenssissä, mikä johtaa HIF-2:n toiminnan vahvistumiseen ja kohonneisiin EPO-tasoihin. Näissä EPAS1-mutaatioissa on heterogeenisyyttä, mutta niiden olemassaolo tukee HIF-2:n kriittistä roolia munuais-EPO:n ilmentymisen säätelyssä.

Digoksiini HIF:ien estäjänä. Digoksiinin, yleisen ja helposti saatavilla olevan FDA:n hyväksymän lääkkeen kongestiivisen sydämen vajaatoiminnan hoitoon, havaittiin estävän HIF-riippuvaista geenitranskriptiota ~90 % pitoisuudella 0,4 µM; se myös estää HIF-1a-proteiinin translaatiota ja estää HIF-1-aktiivisuuden in vivo. Digoksiiniannokset, jotka estävät ja hoitavat hiiren hypoksista keuhkoverenpainetautia, suojaavat osittain hypoksian aiheuttamalta erytrosytoosilta. Nämä annokset johtavat plasman digoksiinipitoisuuksiin hiirillä, jotka ovat ihmisen terapeuttisella alueella tai sen alapuolella. Julkaisemattomien tietojen mukaan digoksiinin terapeuttiset annokset vähensivät liiallista erytropoieesia in vitro CE-potilaalla.

Tutkimuksessa oletetaan, että digoksiinin farmakologiset annokset ja tasot alentavat hemoglobiinia ja hematokriittiä, vähentävät flebotomian tarvetta, vähentävät tromboosialttiutta ja alentavat keuhkojen painetta potilailla, joilla on erytrosytoosi johtuen lisääntyneistä hypoksisista vasteista. Ehdotettu tutkimus suoritetaan IND138480:lla, ja FDA on hyväksynyt sen.

Tavoite 1. Selvitä, onko digoksiini turvallista ja alentaa EPO:ta, hemoglobiinipitoisuutta ja keuhkojen painetta potilailla, joilla on synnynnäinen erytrosytoosi lisääntyneen hypoksian havaitsemisen vuoksi.

Tavoite 2. Selvitä, vähentääkö digoksiini puhdistetun verisolulinjan transkriptiota ja alentaa hypoksisen vasteen säätelemien protromboottisten geenien tuotteiden, mukaan lukien IL1B (interleukiini-1 beeta), THBS1 (trombospondiini), EGR1 (varhainen) kasvuvaste 1), NLRP3 (NLR-perheen pyrindomeeni, joka sisältää 3), SERPINE1 (serpiiniperheen E jäsen 1) ja F3 (kudostekijä).

Tavoite 3. Selvitä seuraustutkimuksessa, kumoavatko in vivo saavutettavat digoksiinipitoisuudet in vitro erytroidiprogenitorin EPO-yliherkkyyden muille mutaatioille kuin VHL R200W:lle ja kumoavatko HIF-2α:n estäjät (jo kliinisissä kokeissa) erytroidiprogenitorin EPO-yliherkkyyden yksinään tai yhdistelmä-EPO-yliherkkyyttä digoksiinin kanssa.

Yhteenvetona voidaan todeta, että tämä ehdotus tarjoaa ennennäkemättömän mahdollisuuden tunnistaa edullinen hoito harvinaisiin erytrosytoosimuotoihin, jotka johtuvat lisääntyneestä hypoksian havaitsemisesta, jolle ei ole turvallista ja tehokasta hoitoa. Sellaisenaan tämä ehdotus on täysin yhdenmukainen FDA:n orpotuotteiden ohjelman tavoitteiden kanssa. Tutkimus auttaa myös määrittämään hypoksian roolin yleisissä ihmiskunnan sairauksissa, mukaan lukien krooninen vuoristotauti, obstruktiivinen uniapnea, syvä laskimotukos, syöpään liittyvä tromboosi ja keuhkoverenpainetauti.