Digoksin for medfødt erytrocytose på grunn av oppregulert hypoksisensor

Studien vil undersøke digoksin for å hemme den hypoksiske responsen ved medfødt erytrocytose på grunn av kimlinjemutasjoner som resulterer i oppregulert hypoksi-sensing. Disse formene for medfødt erytrocytose, karakterisert ved økte nivåer av hypoksi-induserbar faktor (HIF)-1 og/eller HIF-2, skyldes mutasjoner av VHL (von Hippel Lindau), EGLN1 (som koder for prolylhydroksylase 2 [PHD2]) og EPAS1 (endotel-PAS-domeneholdig protein 1) (koder for HIF-2α). I tillegg til høy hematokrit har pasienter trombotiske komplikasjoner og tidlig dødelighet som ikke forbedres av flebotomibehandling. Det finnes ingen effektiv terapi. Digoksin, lenge brukt til å behandle kongestiv hjertesvikt, er en potent hemmer av hovedhypoksi-induserbar transkripsjonsfaktor, HIF-1, og sannsynligvis HIF-2.

VHL-mutasjoner - 15 kjente pasienter i USA, 55 i Vest-Europa, 150 i Chuvashia, i Ischia og 11 i India.4 Chuvash erytrocytose (CE), endemisk i Chuvash-republikken Russland og den italienske øya Ischia, skyldes homozygositet for en missense-mutasjon av VHL (VHL c.598C>T; VHL R200W). VHL R200W svekker interaksjoner av VHL med HIF-α-underenheter, og reduserer deres ubiquitin-medierte ødeleggelse. HIF-1 og HIF-2 heterodimerer øker, noe som fører til økt ekspresjon av målgenene deres, inkludert erytropoietin (EPO). I tillegg er CE erytroide stamceller overfølsomme for EPO, forklaringen på dette er ikke kjent. I pilotstudier hemmes denne overfølsomheten av digoksin. CE-pasienter er utsatt for å utvikle trombose og tidlig dødelighet som er uavhengig av økningen i hematokrit. Denne fenotypen er forskjellig fra de dominant arvelige VHL tumor predisposition syndrom mutasjonene som i kombinasjon med ervervede somatiske mutasjoner resulterer i tumorigenese. Andre homozygote og sammensatte heterozygote VHL-mutasjoner som forårsaker erytrocytose, men ikke svulster, er beskrevet.

EGLN1 (Egl-9 familie hypoksi induserbar faktor 1) mutasjoner - 5 pasienter i USA. og 21 i Europa. PHD2 (kodet av EGLN1-genet) er, sammen med VHL, en viktigste negativ regulator av HIF-er. Den retter seg mot HIF-α-underenheter for nedbrytning. Den første mutasjonen med tap av funksjon av PHD2 (PHD2 P317R) ble identifisert i en familie der heterozygoter hadde mild eller borderline erytrocytose. Siden den gang har ytterligere 25 pasienter med uforklarlig erytrocytose som er heterozygote bærere av forskjellige PHD2-mutasjoner blitt rapportert. Nesten alle pasienter med PHD2-assosiert erytrocytose har normale EPO-nivåer.

EPAS1-mutasjoner - 20 kjente pasienter i USA og omtrent 100 i Europa. Berørte pasienter har heterozygote missense-mutasjoner i kodingssekvensen til EPAS1-genet som koder for HIF-2α som resulterer i forsterket funksjon av HIF-2 og forhøyede EPO-nivåer. Det er heterogenitet i disse gain-of-function EPAS1-mutasjonene, men deres eksistens støtter den kritiske rollen til HIF-2 i å kontrollere uttrykket av renal EPO.

Digoksin som et middel for å hemme HIF. Digoksin, et vanlig og lett tilgjengelig FDA-godkjent medikament for behandling av kongestiv hjertesvikt, ble funnet å hemme HIF-avhengig gentranskripsjon med ~90 % ved en konsentrasjon på 0,4 μM; det hemmer også HIF-1α proteintranslasjon og blokkerer HIF-1 aktivitet in vivo. Doser av digoksin som forebygger og behandler murin hypoksisk pulmonal hypertensjon beskytter delvis mot hypoksi-indusert erytrocytose. Disse dosene fører til plasmadigoksinnivåer hos mus som er på eller under det terapeutiske området for mennesker. I upubliserte data reduserte terapeutiske doser av digoksin overdreven erytropoese in vitro hos en CE-person.

Studien antar at farmakologiske doser og nivåer av digoksin vil redusere hemoglobin og hematokrit, redusere behovet for flebotomi, redusere tilbøyeligheten til trombose og redusere lungetrykket hos pasienter med erytrocytose på grunn av oppregulerte hypoksiske responser. Den foreslåtte studien er utført under IND138480 og er godkjent av FDA.

Mål 1. Bestem om digoksin er trygt og vil redusere EPO, hemoglobinkonsentrasjon og lungetrykk hos pasienter med medfødt erytrocytose på grunn av oppregulert hypoksi-sensing.

Mål 2. Bestem om digoksin vil redusere renset blodcellelinjetranskripsjon og redusere plasmanivåer av produktene av protrombotiske gener oppregulert av den hypoksiske responsen, inkludert IL1B (interleukin-1 beta), THBS1 (trombospondin), EGR1 (tidlig). vekstrespons 1), NLRP3 (NLR-familiens pyrindomene som inneholder 3), SERPINE1 (serpinfamilie E-medlem 1) og F3 (vevsfaktor).

Mål 3. I en følgestudie, avgjøre om in vivo oppnåelige digoksinkonsentrasjoner opphever in vitro erytroid stamfader EPO-overfølsomhet av mutasjoner andre enn VHL R200W, og om HIF-2α-hemmere (allerede i kliniske studier) opphever erytroid stamfader EPO-overfølsomhet alene eller i kombinasjonsoverfølsomhet. med digoksin.

Oppsummert gir dette forslaget en enestående mulighet til å identifisere rimelig terapi for sjeldne former for erytrocytose på grunn av oppregulert hypoksi-føling som det nå ikke finnes noen sikker, effektiv terapi for. Som sådan faller dette forslaget helt sammen med målene til FDAs Orphan Products Program. Forskningen vil også bidra til å definere rollen til hypoksi i vanlige sykdommer hos menneskeheten, inkludert kronisk fjellsyke, obstruktiv søvnapné, dyp venetrombose, kreftassosiert trombose og pulmonal hypertensjon.