Digoksyna na wrodzoną erytrocytozę spowodowaną zwiększonym wykrywaniem niedotlenienia

Badanie będzie badać zdolność digoksyny do hamowania odpowiedzi hipoksemicznej we wrodzonej erytrocytozie spowodowanej mutacjami linii zarodkowej, które skutkują zwiększonym wykrywaniem niedotlenienia. Te postacie wrodzonej erytrocytozy, charakteryzujące się zwiększonym poziomem czynnika indukowanego niedotlenieniem (HIF)-1 i/lub HIF-2, są spowodowane mutacjami VHL (von Hippel Lindau), EGLN1 (kodujący hydroksylazę prolilową 2 [PHD2]) i EPAS1 (białko zawierające domenę śródbłonka PAS 1) (kodujące HIF-2α). Oprócz wysokiego hematokrytu u pacjentów występują powikłania zakrzepowe i wczesna śmiertelność, których nie poprawia terapia upuszczania krwi. Nie ma skutecznej terapii. Digoksyna, od dawna stosowana w leczeniu zastoinowej niewydolności serca, jest silnym inhibitorem głównego czynnika transkrypcyjnego indukowanego niedotlenieniem, HIF-1 i prawdopodobnie HIF-2.

Mutacje VHL – 15 znanych pacjentów w USA, 55 w Europie Zachodniej, 150 w Czuwaszji, na Ischii i 11 w Indiach.4 Erytrocytoza czuwaski (CE), występująca endemicznie w Republice Czuwaskiej w Rosji i na włoskiej wyspie Ischia, jest spowodowana homozygotycznością mutacji zmiany sensu VHL (VHL c.598C>T; VHL R200W). VHL R200W upośledza interakcje VHL z podjednostkami HIF-α, zmniejszając ich niszczenie za pośrednictwem ubikwityny. Heterodimery HIF-1 i HIF-2 zwiększają się, co prowadzi do zwiększonej ekspresji ich docelowych genów, w tym erytropoetyny (EPO). Ponadto komórki progenitorowe erytroidów CE są nadwrażliwe na EPO, czego wyjaśnienie nie jest znane. W badaniach pilotażowych ta nadwrażliwość jest hamowana przez digoksynę. Pacjenci z CE są podatni na rozwój zakrzepicy i wczesną śmiertelność, która jest niezależna od wzrostu hematokrytu. Ten fenotyp różni się od dominująco dziedziczonych mutacji zespołu predyspozycji do guza VHL, które w połączeniu z nabytymi mutacjami somatycznymi powodują powstawanie nowotworów. Opisano inne homozygotyczne i złożone heterozygotyczne mutacje VHL, które powodują erytrocytozę, ale nie nowotwory.

Mutacje EGLN1 (czynnik indukowany hipoksją z rodziny Egl-9 1) - 5 pacjentów w USA. i 21 w Europie. PHD2 (kodowany przez gen EGLN1) jest, wraz z VHL, głównym negatywnym regulatorem HIF. Celuje w podjednostki HIF-α w celu degradacji. Pierwszą mutację utraty funkcji PHD2 (PHD2 P317R) zidentyfikowano w rodzinie, w której heterozygoty miały łagodną lub graniczną erytrocytozę. Od tego czasu zgłoszono 25 dodatkowych pacjentów z niewyjaśnioną erytrocytozą, którzy są heterozygotycznymi nosicielami różnych mutacji PHD2. Prawie wszyscy pacjenci z erytrocytozą związaną z PHD2 mają normalne poziomy EPO.

Mutacje EPAS1 – 20 znanych pacjentów w USA i około 100 w Europie. Dotknięci pacjenci mają heterozygotyczne mutacje zmiany sensu w sekwencji kodującej genu EPAS1 kodującego HIF-2α, co skutkuje wzmocnieniem funkcji HIF-2 i podwyższonymi poziomami EPO. Istnieje heterogeniczność tych mutacji EPAS1 zwiększających funkcjonalność, ale ich istnienie potwierdza kluczową rolę HIF-2 w kontrolowaniu ekspresji nerkowej EPO.

Digoksyna jako środek hamujący HIF. Stwierdzono, że digoksyna, powszechny i ​​łatwo dostępny lek zatwierdzony przez FDA do leczenia zastoinowej niewydolności serca, hamuje transkrypcję genów zależną od HIF o ~ 90% przy stężeniu 0,4 μM; hamuje również translację białka HIF-1α i blokuje aktywność HIF-1 in vivo. Dawki digoksyny, które zapobiegają i leczą mysie niedotlenienie nadciśnienia płucnego, częściowo chronią przed erytrocytozą wywołaną niedotlenieniem. Dawki te prowadzą do poziomów digoksyny w osoczu myszy, które są równe lub niższe od zakresu terapeutycznego dla ludzi. Z niepublikowanych danych wynika, że ​​terapeutyczne dawki digoksyny zmniejszały nasilenie erytropoezy in vitro u pacjentów z CE.

W badaniu postawiono hipotezę, że farmakologiczne dawki i poziomy digoksyny zmniejszą poziom hemoglobiny i hematokrytu, zmniejszą potrzebę flebotomii, zmniejszą skłonność do zakrzepicy i obniżą ciśnienie płucne u pacjentów z erytrocytozą z powodu zwiększonej odpowiedzi hipoksji. Proponowane badanie jest prowadzone zgodnie z IND138480 i jest zatwierdzone przez FDA.

Cel 1. Ustalenie, czy digoksyna jest bezpieczna i czy zmniejszy EPO, stężenie hemoglobiny i ciśnienie płucne u pacjentów z wrodzoną erytrocytozą z powodu podwyższonego czucia hipoksji.

Cel 2. Określenie, czy digoksyna zmniejszy transkrypcję linii oczyszczonych krwinek i obniży poziomy w osoczu produktów genów prozakrzepowych regulowanych w górę przez odpowiedź hipoksyjną, w tym IL1B (interleukina-1 beta), THBS1 (trombospondyna), EGR1 (wczesna odpowiedź wzrostu 1), NLRP3 (domena pirynowa rodziny NLR zawierająca 3), SERPINE1 (członek E rodziny serpin 1) i F3 (czynnik tkankowy).

Cel 3. W badaniu uzupełniającym określić, czy stężenia digoksyny osiągalne in vivo znoszą in vitro nadwrażliwość progenitorowych EPO erytroidów na mutacje inne niż VHL R200W oraz czy inhibitory HIF-2α (będące już w badaniach klinicznych) znoszą nadwrażliwość progenitorowych EPO erytroidów samodzielnie lub w połączeniu z digoksyną.

Podsumowując, ta propozycja zapewnia bezprecedensową możliwość zidentyfikowania niedrogiej terapii rzadkich postaci erytrocytozy z powodu zwiększonego wykrywania niedotlenienia, dla którego nie ma obecnie bezpiecznej, skutecznej terapii. Jako taka, ta propozycja jest w pełni zbieżna z celami Programu Produktów Sierocych FDA. Badania pomogą również określić rolę niedotlenienia w powszechnych chorobach ludzkości, w tym przewlekłej chorobie górskiej, obturacyjnym bezdechu sennym, zakrzepicy żył głębokich, zakrzepicy związanej z rakiem i nadciśnieniu płucnym.