Digossina per l'eritrocitosi congenita dovuta al rilevamento di ipossia sovraregolato

Lo studio esaminerà la digossina per inibire la risposta ipossica nell'eritrocitosi congenita dovuta a mutazioni della linea germinale che provocano un rilevamento dell'ipossia sovraregolato. Queste forme di eritrocitosi congenita, caratterizzate da livelli aumentati del fattore inducibile dall'ipossia (HIF)-1 e/o HIF-2, sono dovute a mutazioni di VHL (von Hippel Lindau), EGLN1 (che codifica per la prolil idrossilasi 2 [PHD2]) ed EPAS1 (proteina 1 contenente il dominio PAS endoteliale) (che codifica per HIF-2α). Oltre a un ematocrito elevato, i pazienti presentano complicanze trombotiche e mortalità precoce che non migliorano con la terapia del salasso. Non esiste una terapia efficace. La digossina, a lungo usata per trattare l'insufficienza cardiaca congestizia, è un potente inibitore del principale fattore di trascrizione inducibile dall'ipossia, HIF-1 e probabilmente HIF-2.

Mutazioni VHL- 15 pazienti noti negli Stati Uniti, 55 in Europa occidentale, 150 in Chuvashia, a Ischia e 11 in India.4 L'eritrocitosi ciuvascia (CE), endemica nella Repubblica russa ciuvascia e nell'isola italiana di Ischia, è dovuta all'omozigosi per una mutazione missenso di VHL (VHL c.598C>T; VHL R200W). VHL R200W compromette le interazioni di VHL con le subunità HIF-α, riducendo la loro distruzione mediata dall'ubiquitina. Gli eterodimeri HIF-1 e HIF-2 aumentano, portando ad una maggiore espressione dei loro geni bersaglio, inclusa l'eritropoietina (EPO). Inoltre, i progenitori eritroidi CE sono ipersensibili all'EPO, la cui spiegazione non è nota. Negli studi pilota questa ipersensibilità è inibita dalla digossina. I pazienti con CE sono inclini a sviluppare trombosi e mortalità precoce che è indipendente dall'aumento dell'ematocrito. Questo fenotipo è diverso dalle mutazioni della sindrome di predisposizione al tumore VHL ereditate in modo dominante che, in combinazione con le mutazioni somatiche acquisite, determinano la tumorigenesi. Sono state descritte altre mutazioni VHL omozigoti ed eterozigoti composte che causano eritrocitosi ma non tumori.

Mutazioni EGLN1 (Egl-9 family hypoxia inducible factor 1) - 5 pazienti negli Stati Uniti. e 21 in Europa. PHD2 (codificato dal gene EGLN1) è, insieme a VHL, un principale regolatore negativo degli HIF. Prende di mira le subunità HIF-α per il degrado. La prima mutazione con perdita di funzione di PHD2 (PHD2 P317R) è stata identificata in una famiglia in cui gli eterozigoti avevano un'eritrocitosi lieve o borderline. Da allora, sono stati segnalati altri 25 pazienti con eritrocitosi inspiegabile che sono portatori eterozigoti di diverse mutazioni PHD2. Quasi tutti i pazienti con eritrocitosi associata a PHD2 hanno livelli normali di EPO.

Mutazioni EPAS1: 20 pazienti noti negli Stati Uniti e circa 100 in Europa. I pazienti affetti presentano mutazioni missenso eterozigoti nella sequenza codificante del gene EPAS1 che codifica per HIF-2α che determinano un guadagno di funzione di HIF-2 e livelli elevati di EPO. C'è eterogeneità in queste mutazioni EPAS1 con guadagno di funzione, ma la loro esistenza supporta il ruolo critico di HIF-2 nel controllo dell'espressione dell'EPO renale.

Digossina come agente per inibire gli HIF. È stato scoperto che la digossina, un farmaco approvato dalla FDA comune e prontamente disponibile per il trattamento dell'insufficienza cardiaca congestizia, inibisce la trascrizione genica HIF-dipendente del ~ 90% a una concentrazione di 0,4 μM; inoltre inibisce la traduzione della proteina HIF-1α e blocca l'attività di HIF-1 in vivo. Le dosi di digossina che prevengono e trattano l'ipertensione polmonare ipossica murina proteggono parzialmente dall'eritrocitosi indotta dall'ipossia. Queste dosi portano a livelli plasmatici di digossina nei topi che sono pari o inferiori all'intervallo terapeutico per l'uomo. In dati non pubblicati, le dosi terapeutiche di digossina hanno diminuito l'eritropoiesi esagerata in vitro in un soggetto CE.

Lo studio ipotizza che le dosi farmacologiche ei livelli di digossina ridurranno l'emoglobina e l'ematocrito, diminuiranno la necessità di flebotomia, diminuiranno la propensione alla trombosi e diminuiranno la pressione polmonare nei pazienti con eritrocitosi a causa di risposte ipossiche sovraregolate. Lo studio proposto è condotto sotto IND138480 ed è approvato dalla FDA.

Obiettivo 1. Determinare se la digossina è sicura e ridurrà l'EPO, la concentrazione di emoglobina e la pressione polmonare nei pazienti con eritrocitosi congenita a causa dell'aumento del rilevamento dell'ipossia.

Obiettivo 2. Determinare se la digossina ridurrà la trascrizione del lignaggio delle cellule del sangue purificate e ridurrà i livelli plasmatici dei prodotti dei geni protrombotici sovraregolati dalla risposta ipossica, inclusi IL1B (interleuchina-1 beta), THBS1 (trombospondina), EGR1 (precoce risposta di crescita 1), NLRP3 (dominio pirinico della famiglia NLR contenente 3), SERPINE1 (membro 1 della famiglia E della serpina) e F3 (fattore tissutale).

Obiettivo 3. In uno studio corollario, determinare se le concentrazioni di digossina ottenibili in vivo abroghino l'ipersensibilità all'EPO del progenitore eritroide in vitro di mutazioni diverse da VHL R200W, e se gli inibitori di HIF-2α (già negli studi clinici) abroghino l'ipersensibilità all'EPO del progenitore eritroide da soli o in combinazione con digossina.

In sintesi, questa proposta offre un'opportunità senza precedenti per identificare una terapia poco costosa per forme rare di eritrocitosi dovute al rilevamento dell'ipossia sovraregolato per il quale ora non esiste una terapia sicura ed efficace. In quanto tale, questa proposta coincide pienamente con gli obiettivi del programma per i prodotti orfani della FDA. La ricerca aiuterà anche a definire il ruolo dell'ipossia nelle malattie comuni dell'umanità, tra cui il mal di montagna cronico, l'apnea ostruttiva del sonno, la trombosi venosa profonda, la trombosi associata al cancro e l'ipertensione polmonare.