Génétique de la réponse QT à la moxifloxacine (MOXIGEN)

I. Contexte et importance A. Contexte historique et fondement scientifique La cause la plus fréquente de retrait ou de restriction de médicaments déjà sur le marché est l'allongement de l'intervalle QT, et les arythmies, torsades de pointes1 potentiellement mortelles1. Décrite pour la première fois dans les années 1960 avec la thérapie à la quinidine2, la torsade de pointes survient le plus souvent avec les antiarythmiques3, bien que le risque de mort cardiaque subite soit augmenté de 270 % avec l'utilisation d'un médicament non cardiaque allongeant l'intervalle QT4.

L'intervalle QT de l'électrocardiogramme reflète la repolarisation myocardique ventriculaire et les anomalies de la durée de l'intervalle QT sont l'indicateur le plus courant d'une repolarisation anormale. Bien qu'il existe un certain nombre d'hypothèses sur la façon dont une repolarisation anormale, et en particulier l'allongement de l'intervalle QT, entraîne des arythmies ventriculaires, la découverte la plus cohérente semble être que, pendant une dépolarisation prolongée, les canaux sodiques récupèrent de l'inactivation et se réactivent, provoquant ce que l'on appelle des post-dépolarisations précoces. Lorsqu'elles sont également combinées à l'hétérogénéité de la repolarisation, ces post-dépolarisations précoces créent un substrat myocardique favorable à la réentrée, entraînant la propagation d'ondes de réentrée intramyocardiques et de torsades de pointes5.

L'allongement de l'intervalle QT induit par les médicaments est le principal obstacle à la mise sur le marché de nouveaux agents thérapeutiques. Bien qu'un certain nombre de médicaments, de facteurs environnementaux et de facteurs génétiques aient été associés à l'allongement de l'intervalle QT, notre capacité à prédire sur une base individuelle qui développera un allongement de l'intervalle QT, sans parler des torsades de pointes, est limitée.

Une approche génétique personnalisée de la prévention de la toxicité serait importante car la réponse aux médicaments cardiotoxiques n'est pas spécifique à une seule classe de médicaments ; la prédiction du risque d'arythmogénicité peut être appliquée à tous les médicaments utilisés dans diverses conditions. Concrètement, ces recherches peuvent permettre de mettre sur le marché des médicaments aux profils risques/bénéfices actuellement marginaux, épargnant les personnes à risque et donnant accès à de nouvelles thérapies à celles qui ne le sont pas. Du point de vue de la santé publique, il réduira la toxicité potentiellement mortelle et améliorera ainsi la santé humaine grâce à l'identification des individus à risque particuliers.

B. Études antérieures Dans une méta-analyse de trois cohortes prospectives - Cardiovascular Health Study, Framingham Heart Study et Rotterdam Study - chez 13 685 personnes blanches d'origine européenne dans le cadre du consortium QTGEN, Newton-Cheh et ses collègues ont identifié associations de variants communs (p < 5x10-8) à cinq loci précédemment associés à l'intervalle QT : NOS1AP, KCNQ1, KCNE1, KCNH2 et SCN5A, ainsi que de nouvelles associations dans 5 autres loci précédemment non reconnus pour influencer la repolarisation myocardique10. Au niveau de ces 10 locus, 14 variants indépendants expliquaient 5,4 à 6,5 % de la variation de l'intervalle QT, ce qui était plus que ce qui est expliqué par le sexe ou l'âge, les facteurs cliniques non génétiques les plus forts10. Un score de génotype QT basé sur ces variantes était associé à un QTc plus long de 9,7 à 12,4 ms dans le quintile supérieur par rapport au quintile inférieur dans les échantillons de la méta-analyse, qui incluaient des profils hétérogènes d'âge, de facteurs de risque et d'exposition aux médicaments10-12. Ces effets étaient constants chez les personnes d'ascendance européenne et afro-américaine. Ce score QT a été validé de manière indépendante dans un échantillon de population finlandaise dans lequel la détermination complète de la médication a permis d'exclure ceux sous traitement altérant l'intervalle QT, et dans lequel le score QT était associé à une différence d'intervalle QT de 15,6 ms entre les quintiles supérieur et inférieur13.

La moxifloxacine est bien adaptée à l'étude de l'allongement de l'intervalle QT induit par les médicaments, car elle est connue pour provoquer un allongement transitoire et léger de l'intervalle QT. Par rapport au placebo, 400 mg de moxifloxacine par voie orale sont associés à une augmentation d'environ 10 msec de l'intervalle QT corrigé de la fréquence cardiaque14, 15. Malgré cette augmentation de l'intervalle QT, aucun risque accru de mort subite n'a été signalé avec l'administration orale d'une dose unique de moxifloxacine16. Il s'agit donc d'un médicament sûr et bien validé à utiliser dans l'étude de la réponse aux médicaments cardiotoxiques chez des sujets humains en bonne santé. De plus, il a été largement utilisé par l'industrie pharmaceutique comme contrôle positif comme l'exige la FDA pour démontrer une méthode suffisamment sensible pour détecter l'allongement de l'intervalle QT.

C. Justification des avantages proposés de la recherche L'allongement de l'intervalle QT induit par les médicaments est un risque important pour la santé publique et un obstacle majeur au développement de médicaments19-21. Par exemple, le cisapride, un agent de la motilité œsophagienne utilisé pour le reflux gastro-œsophagien, pourrait avoir causé plus de 80 décès avant d'être retiré du marché22. En plus de l'identification des médicaments coupables, il existe également des caractéristiques du patient vulnérable, notamment le sexe féminin23, la bradycardie24, l'hypokaliémie25 et la prédisposition génétique par des mutations rares3, 6, 26, qui exposent certaines personnes à un risque plus élevé d'arythmie fatale. L'identification de ces personnes à risque à l'aide de marqueurs génétiques représenterait une avancée décisive vers une pharmacothérapie plus sûre7. La base de cette étude est d'étendre l'utilisation de la génétique au-delà des mutations familiales rares qui prédisposent au risque d'allongement de l'intervalle QT au dépistage à grande échelle de la population générale par génotypage (test de variantes spécifiques) pour des polymorphismes relativement courants qui pourraient augmenter le risque d'intervalle QT prolongement et torsades de pointes subséquentes.

II. Objectif spécifique Nous émettons l'hypothèse que les variantes génétiques courantes ayant des effets intermédiaires sur l'intervalle QT au repos, lorsqu'elles sont examinées globalement, peuvent identifier un sous-groupe d'individus à risque d'allongement exagéré de l'intervalle QT en réponse à un médicament allongeant l'intervalle QT.

Cette hypothèse sera testée à travers l'objectif spécifique suivant :

Évaluer la capacité des variants génétiques communs dans leur ensemble à prédire l'allongement de l'intervalle QT induit par les médicaments chez des sujets sains. Nous recruterons 80 volontaires sains issus des quintiles supérieur et inférieur d'un score de génotype QT pour l'évaluation de la réponse QT à la moxifloxacine par rapport au placebo au Massachusetts General Hospital (MGH).

III. Sélection des sujets A. Critères d'inclusion/exclusion : grâce à un protocole distinct, le Dr Newton-Cheh a recruté à ce jour plus de 1 000 volontaires sains âgés de 18 à 40 ans ayant consenti à un nouveau contact sur la base de génotypes déterminés après une première visite de dépistage, tous dont ont subi une extraction d'ADN. De la collection existante de 1 000 sujets, environ 75 % se décrivent comme des Européens/Caucasiens et 8 % sont des Afro-Américains. Ce sont des personnes par ailleurs en bonne santé âgées de 18 ans et plus. Pour cette étude, nous allons génotyper 68 SNP QT indépendants à l'aide de la matrice de génotypage Sequenom dans le noyau Sequenom du Centre de recherche en génétique humaine du MGH sur ces échantillons. Le score de génotype est la somme des effets prédits sur l'intervalle QT pour chaque génotype. À partir du score de génotype, nous déterminerons l'ensemble des individus qui appartiennent au quintile supérieur ou inférieur du score de risque génotypique QT pour être éligibles à notre étude sur la moxifloxacine (voir ci-dessous pour plus de détails sur le calcul du score de génotype). Les volontaires masculins et féminins apparemment en bonne santé d'ascendance européenne et afro-américaine, âgés de 18 à 50 ans, seront éligibles s'ils sont indemnes de maladies cardiovasculaires, rénales ou hépatiques connues, n'ont pas d'antécédents personnels ou familiaux de mort cardiaque subite ; ne pas utiliser de médicaments sur ordonnance ou en vente libre ainsi que des drogues récréatives ; ne pas avoir de bradycardie (définie comme une fréquence cardiaque au repos < 50 bpm), de trouble de la conduction (QRS > 100 ms) ou d'allongement de l'intervalle QTc à l'électrocardiographie (QTc > 500 msec) ; et avoir un taux sérique normal de potassium (K>3,3) et de magnésium (Mg>1,8), ainsi que des tests de la fonction rénale et hépatique. Nous exclurons les femmes qui allaitent, sont enceintes ou envisagent de devenir enceintes pendant la période d'étude, les conseillerons sur l'importance d'utiliser le contrôle des naissances pendant la période d'étude et vérifierons une HCG sérique lors de la visite de dépistage. Nous estimons que 266 personnes (133 dans les quintiles supérieur et inférieur, respectivement) seront éligibles.

IV. Inscription par sujet

A. Méthodes d'inscription et procédures de consentement éclairé :

Voir ci-dessus pour plus de détails sur l'identification du sujet pour l'inscription. Les personnes éligibles seront invitées à se présenter à une visite de dépistage pour l'étude sur la moxifloxacine avec un recrutement cible de 40 personnes dans chaque groupe de génotype. Nous prévoyons de contacter jusqu'à 266 personnes appartenant aux quintiles supérieur et inférieur du score de génotype QT pour qu'elles se présentent à la visite de dépistage. Nous prévoyons d'inviter environ 160 personnes à la visite de dépistage, avec un objectif d'inscription de 80 personnes. Ces sujets seront contactés par téléphone au sujet de leur participation à cette étude, puis un consentement éclairé sera obtenu à leur arrivée pour la visite de dépistage, et vérifié lors de visites ultérieures s'ils sont éligibles au protocole d'étude.

V. Protocole d'étude A. Collecte de données : les sujets seront amenés au centre de recherche clinique de l'HGM pour une première visite de dépistage au cours de laquelle les critères d'éligibilité seront examinés (avec exclusion/inclusion, le cas échéant), et ils recevront un enregistrement ECG. Les personnes éligibles pour les visites d'étude seront ramenées plus tard au centre de recherche clinique de l'HGM sur deux jours séparés séparés d'au moins une semaine (pour assurer le lavage). À chaque visite, ils recevront le médicament à l'étude (soit 400 mg de moxifloxacine par voie orale ou un placebo) attribué par randomisation en bloc en double aveugle (par sexe et groupe de génotype séparément) à 10 h à jeun (le statisticien détiendra la clé de randomisation ; tous les autres membres du personnel de l'étude sera en aveugle jusqu'à la clôture de l'étude). Les femmes seront dépistées pour la grossesse à l'aide d'un HCG d'urine au moment des deux visites d'étude. Ils subiront 6 ECG au temps 0 et à des intervalles de 30 min par la suite, en position assise après au moins 15 min de repos en utilisant un placement d'électrode fixe pendant un total de 6 heures après l'administration du médicament à l'étude. A 2, 4 et 6 heures nous prélèverons un échantillon de sang pour le dosage plasmatique de la moxifloxacine par spectrométrie de masse. Tous les ECG sont téléchargés sur une partition de recherche de la base de données ECG GE MUSE 7 du Massachusetts General Hospital, et l'algorithme 12 SL est appliqué pour la mesure d'intervalle, tel qu'utilisé dans des études antérieures par notre groupe. Nous surveillerons le QT toutes les 30 minutes tout au long du protocole et identifierons tous les sujets présentant un allongement QT marqué. Tout sujet qui a un QTc> 500 ms sera gardé au HCRC pour une observation plus approfondie, avec la décision de faire un suivi au HCRC tous les matins jusqu'à ce qu'il soit inférieur à 500 ms ou d'être admis à l'hôpital pour télémétrie en fonction du degré de prolongation et jugement du clinicien.

B. Ponction veineuse : La ponction veineuse sera effectuée à l'aide de techniques standard pour obtenir du plasma afin de quantifier les taux de moxifloxacine. Nous prélèverons 10 mL de sang 2 heures, 4 heures et 6 heures après l'administration du médicament à l'étude (total de 30 mL).

C. Génotypage : Le génotypage sera effectué par la matrice de génotypage Sequenom dans le noyau Sequenom du Centre de recherche en génétique humaine du MGH sur l'ADN génomique existant isolé dans.

VI. Analyse biostatistique :

Score de génotype QT. Nous prévoyons d'utiliser une modification du score de génotype QT qui a été précédemment établie11, 12 et validée par nous dans une cohorte finlandaise distincte13. Le score est construit en utilisant le nombre de copies d'allèles multiplié par les estimations d'effet. À partir du score de génotype, nous déterminerons l'ensemble des individus qui appartiennent au quintile supérieur ou inférieur du score de risque de génotype QT (dont nous attendons 75 % (n = 133 par quintile)) pour être éligible à notre étude sur la moxifloxacine, sur la base de nos travaux pilotes antérieurs. Nous inviterons ces personnes à venir pour une visite de dépistage (voir ci-dessus) pour l'étude sur la moxifloxacine avec un recrutement cible de 40 dans chaque groupe de génotype.

Évaluation des résultats : Toute personne présentant une arythmie sinusale présente dans plus de 50 % des ECG au cours des deux visites d'étude sera exclue de l'analyse. Les ECG avec des battements ventriculaires ou auriculaires prématurés seront supprimés de l'analyse (ceux-ci sont très rares chez les volontaires sains). Le QTc utilisant la correction de la fréquence cardiaque de Fridericia (QTc = QT/3√RR) sera considéré comme la moyenne de tous les ECG éligibles à chaque instant. Le ΔQTc sera calculé comme la différence de QTc par rapport à la ligne de base (après l'administration du médicament à l'étude/du placebo) pour chaque point dans le temps. À partir du ΔQTc, la différence entre le ΔQTc post-moxifloxacine et post-placebo sera également calculée à chaque instant (ΔΔQTc). Le ΔΔQTc moyen des points de temps de 180 à 300 minutes (qui, d'après notre travail pilote et les rapports publiés, devrait être de 10 msec) sera ensuite comparé entre les deux groupes de génotypes (supérieur et inférieur et quintile) à l'aide d'un test t non apparié. Nous estimons que 40 personnes dans chaque groupe seront nécessaires pour avoir une puissance suffisante pour détecter une différence cliniquement significative (6,3 msec) dans l'allongement de l'intervalle QT entre les deux groupes sur la base de nos données pilotes (tableau 2). Une augmentation de 6 msec après exposition à un médicament par rapport à un placebo est le seuil auquel la FDA s'inquiète du potentiel d'un médicament à provoquer des torsades de pointes et est donc cliniquement significatif.

Analyses secondaires. Nous prévoyons d'effectuer trois analyses secondaires. Tout d'abord, nous examinerons l'influence des SNP uniques ayant un effet plus fort sur la réponse QT à la moxifloxacine. Comme les calculs de puissance et l'inscription à l'étude sont basés sur le score de génotype agrégé, nous nous attendons à ce que ces analyses secondaires soient sous-alimentées. Deuxièmement, si nous observons une différence significative dans la réponse QT entre les quintiles supérieur et inférieur du score de génotype QT, nous examinerons l'influence des déciles sur les résultats observés en comparant les 9e (80-90 %ile) et 10e déciles (>90 %ile) du score au décile ou au quintile inférieur, même si compte tenu du caractère composite du score génotypique et du caractère additif des variants, nous n'attendons pas d'effet de seuil. Enfin, nous déterminerons l'impact du QTc initial sur la réponse QT et testerons si un ajustement supplémentaire du QTc initial modifie tout effet observé du score de génotype sur la réponse QT à la moxifloxacine.