Digoxine pour l'érythrocytose congénitale due à la détection d'hypoxie régulée à la hausse

L'étude étudiera la digoxine pour inhiber la réponse hypoxique dans l'érythrocytose congénitale due à des mutations de la lignée germinale qui entraînent une détection de l'hypoxie régulée à la hausse. Ces formes d'érythrocytose congénitale, caractérisées par des niveaux augmentés de facteur inductible par l'hypoxie (HIF)-1 et/ou HIF-2, sont dues à des mutations de VHL (von Hippel Lindau), EGLN1 (codant pour la prolyl hydroxylase 2 [PHD2]) et EPAS1 (protéine 1 contenant le domaine PAS endothélial) (codant pour HIF-2α). En plus d'un hématocrite élevé, les patients ont des complications thrombotiques et une mortalité précoce qui ne sont pas améliorées par la thérapie par phlébotomie. Il n'y a pas de thérapie efficace. La digoxine, utilisée depuis longtemps pour traiter l'insuffisance cardiaque congestive, est un puissant inhibiteur du facteur de transcription maître inductible par l'hypoxie, HIF-1, et probablement HIF-2.

Mutations VHL - 15 patients connus aux États-Unis, 55 en Europe occidentale, 150 en Tchouvachie, à Ischia et 11 en Inde.4 L'érythrocytose tchouvache (CE), endémique en République tchouvache de Russie et sur l'île italienne d'Ischia, est due à l'homozygotie pour une mutation faux-sens du VHL (VHL c.598C>T ; VHL R200W). Le VHL R200W altère les interactions du VHL avec les sous-unités HIF-α, réduisant leur destruction médiée par l'ubiquitine. Les hétérodimères HIF-1 et HIF-2 augmentent, entraînant une expression accrue de leurs gènes cibles, y compris l'érythropoïétine (EPO). De plus, les progéniteurs érythroïdes CE sont hypersensibles à l'EPO, dont l'explication n'est pas connue. Dans des études pilotes, cette hypersensibilité est inhibée par la digoxine. Les patients CE sont susceptibles de développer une thrombose et une mortalité précoce indépendante de l'augmentation de l'hématocrite. Ce phénotype est différent des mutations du syndrome de prédisposition tumorale VHL héritées de manière dominante qui, en combinaison avec des mutations somatiques acquises, entraînent une tumorigenèse. D'autres mutations VHL homozygotes et hétérozygotes composées qui provoquent une érythrocytose mais pas des tumeurs ont été décrites.

Mutations EGLN1 (Egl-9 family hypoxia inducible factor 1) - 5 patients aux États-Unis. et 21 en Europe. PHD2 (codé par le gène EGLN1) est, avec le VHL, le principal régulateur négatif des HIF. Il cible les sous-unités HIF-α pour la dégradation. La première mutation de perte de fonction de PHD2 (PHD2 P317R) a été identifiée dans une famille dans laquelle les hétérozygotes avaient une érythrocytose légère ou limite. Depuis lors, 25 patients supplémentaires présentant une érythrocytose inexpliquée et porteurs hétérozygotes de différentes mutations PHD2 ont été rapportés. Presque tous les patients atteints d'érythrocytose associée à PHD2 ont des taux d'EPO normaux.

Mutations EPAS1 - 20 patients connus aux États-Unis et environ 100 en Europe. Les patients affectés ont des mutations faux-sens hétérozygotes dans la séquence codante du gène EPAS1 codant pour HIF-2α qui entraînent un gain de fonction de HIF-2 et des niveaux élevés d'EPO. Il existe une hétérogénéité dans ces mutations gain de fonction EPAS1, mais leur existence soutient le rôle critique de HIF-2 dans le contrôle de l'expression de l'EPO rénale.

Digoxine en tant qu'agent pour inhiber les HIF. La digoxine, un médicament commun et facilement disponible approuvé par la FDA pour le traitement de l'insuffisance cardiaque congestive, s'est avérée inhiber la transcription génique dépendante du HIF d'environ 90 % à une concentration de 0,4 μM ; il inhibe également la traduction de la protéine HIF-1α et bloque l'activité de HIF-1 in vivo. Les doses de digoxine qui préviennent et traitent l'hypertension pulmonaire hypoxique murine protègent partiellement de l'érythrocytose induite par l'hypoxie. Ces doses conduisent à des taux plasmatiques de digoxine chez la souris qui sont égaux ou inférieurs à la plage thérapeutique pour l'homme. Dans des données non publiées, des doses thérapeutiques de digoxine ont diminué l'érythropoïèse exagérée in vitro chez un sujet CE.

L'étude émet l'hypothèse que les doses et les niveaux pharmacologiques de digoxine diminueront l'hémoglobine et l'hématocrite, diminueront le besoin de saignée, diminueront la propension à la thrombose et diminueront la pression pulmonaire chez les patients atteints d'érythrocytose en raison de réponses hypoxiques régulées à la hausse. L'étude proposée est menée sous IND138480 et est approuvée par la FDA.

Objectif 1. Déterminer si la digoxine est sûre et diminuera l'EPO, la concentration d'hémoglobine et la pression pulmonaire chez les patients atteints d'érythrocytose congénitale due à une détection d'hypoxie régulée à la hausse.

Objectif 2. Déterminer si la digoxine diminuera la transcription de la lignée des cellules sanguines purifiées et réduira les taux plasmatiques des produits des gènes pro-thrombotiques régulés positivement par la réponse hypoxique, y compris IL1B (interleukine-1 bêta), THBS1 (thrombospondine), EGR1 (précoce réponse de croissance 1), NLRP3 (domaine pyrine de la famille NLR contenant 3), SERPINE1 (membre 1 de la famille E de la serpine) et F3 (facteur tissulaire).

Objectif 3. Dans une étude corollaire, déterminer si les concentrations de digoxine atteignables in vivo abrogent in vitro l'hypersensibilité des progéniteurs érythroïdes à l'EPO des mutations autres que VHL R200W, et si les inhibiteurs de HIF-2α (déjà en essais cliniques) abrogent l'hypersensibilité des progéniteurs érythroïdes à l'EPO seuls ou en combinaison avec la digoxine.

En résumé, cette proposition offre une opportunité sans précédent d'identifier une thérapie peu coûteuse pour les formes rares d'érythrocytose due à la détection d'hypoxie régulée à la hausse pour laquelle il n'existe actuellement aucune thérapie sûre et efficace. En tant que telle, cette proposition coïncide pleinement avec les objectifs du programme de produits orphelins de la FDA. La recherche aidera également à définir le rôle de l'hypoxie dans les maladies courantes de l'humanité, notamment le mal chronique des montagnes, l'apnée obstructive du sommeil, la thrombose veineuse profonde, la thrombose associée au cancer et l'hypertension pulmonaire.