Digoxina para eritrocitose congênita devido à detecção de hipóxia regulada para cima

O estudo investigará a digoxina para inibir a resposta hipóxica na eritrocitose congênita devido a mutações na linhagem germinativa que resultam em detecção de hipóxia regulada positivamente. Essas formas de eritrocitose congênita, caracterizadas por níveis aumentados de fator induzível por hipóxia (HIF)-1 e/ou HIF-2, são devidas a mutações de VHL (von Hippel Lindau), EGLN1 (codificando prolil hidroxilase 2 [PHD2]) e EPAS1 (proteína 1 contendo domínio PAS endotelial) (codificando HIF-2α). Além de um hematócrito alto, os pacientes apresentam complicações trombóticas e mortalidade precoce que não melhoram com a terapia de flebotomia. Não há terapia eficaz. A digoxina, há muito usada para tratar insuficiência cardíaca congestiva, é um inibidor potente do fator de transcrição induzível por hipóxia principal, HIF-1 e provavelmente HIF-2.

Mutações VHL - 15 pacientes conhecidos nos EUA, 55 na Europa Ocidental, 150 na Chuvashia, em Ischia e 11 na Índia.4 A eritrocitose Chuvash (CE), endêmica na República Chuvash da Rússia e na ilha italiana de Ischia, é devida à homozigose para uma mutação missense de VHL (VHL c.598C>T; VHL R200W). O VHL R200W prejudica as interações do VHL com as subunidades HIF-α, reduzindo sua destruição mediada pela ubiquitina. Os heterodímeros HIF-1 e HIF-2 aumentam, levando ao aumento da expressão de seus genes-alvo, incluindo a eritropoietina (EPO). Além disso, os progenitores eritróides CE são hipersensíveis à EPO, cuja explicação não é conhecida. Em estudos piloto esta hipersensibilidade é inibida pela digoxina. Pacientes com EC são propensos a desenvolver trombose e mortalidade precoce independente do aumento do hematócrito. Este fenótipo é diferente das mutações da síndrome de predisposição tumoral VHL herdadas dominantemente que, em combinação com mutações somáticas adquiridas, resultam em tumorigênese. Outras mutações VHL homozigóticas e heterozigóticas compostas que causam eritrocitose, mas não tumores, foram descritas.

EGLN1 (Família Egl-9 fator induzível por hipóxia 1) mutações - 5 pacientes nos EUA. e 21 na Europa. O PHD2 (codificado pelo gene EGLN1) é, juntamente com o VHL, o principal regulador negativo dos HIFs. Tem como alvo as subunidades HIF-α para degradação. A primeira mutação de perda de função de PHD2 (PHD2 P317R) foi identificada em uma família na qual os heterozigotos apresentavam eritrocitose leve ou limítrofe. Desde então, foram relatados 25 pacientes adicionais com eritrocitose inexplicável que são portadores heterozigotos de diferentes mutações de PHD2. Quase todos os pacientes com eritrocitose associada a PHD2 têm níveis normais de EPO.

Mutações EPAS1 - 20 pacientes conhecidos nos EUA e aproximadamente 100 na Europa. Os pacientes afetados têm mutações missense heterozigóticas na sequência de codificação do gene EPAS1 que codifica o HIF-2α que resulta em ganho de função do HIF-2 e níveis elevados de EPO. Há heterogeneidade nessas mutações de ganho de função EPAS1, mas sua existência apóia o papel crítico do HIF-2 no controle da expressão da EPO renal.

Digoxina como um agente para inibir HIFs. Descobriu-se que a digoxina, um medicamento comum e prontamente disponível aprovado pela FDA para o tratamento de insuficiência cardíaca congestiva, inibe a transcrição do gene dependente de HIF em aproximadamente 90% a uma concentração de 0,4 μM; também inibe a tradução da proteína HIF-1α e bloqueia a atividade do HIF-1 in vivo. Doses de digoxina que previnem e tratam a hipertensão pulmonar hipóxica murina protegem parcialmente da eritrocitose induzida por hipóxia. Essas doses levam a níveis plasmáticos de digoxina em camundongos que estão dentro ou abaixo da faixa terapêutica para humanos. Em dados não publicados, doses terapêuticas de digoxina diminuíram a eritropoiese exagerada in vitro em um indivíduo com CE.

O estudo levanta a hipótese de que as doses farmacológicas e os níveis de digoxina diminuirão a hemoglobina e o hematócrito, diminuirão a necessidade de flebotomia, diminuirão a propensão à trombose e diminuirão a pressão pulmonar em pacientes com eritrocitose devido a respostas hipóxicas reguladas positivamente. O estudo proposto é conduzido sob IND138480 e é aprovado pelo FDA.

Objetivo 1. Determinar se a digoxina é segura e diminuirá a EPO, a concentração de hemoglobina e a pressão pulmonar em pacientes com eritrocitose congênita devido à detecção de hipóxia superregulada.

Objetivo 2. Determinar se a digoxina diminuirá a transcrição da linhagem de células sanguíneas purificadas e reduzirá os níveis plasmáticos dos produtos de genes pró-trombóticos regulados pela resposta hipóxica, incluindo IL1B (interleucina-1 beta), THBS1 (trombospondina), EGR1 (precoce resposta de crescimento 1), NLRP3 (domínio pirina da família NLR contendo 3), SERPINE1 (membro E da família serpina 1) e F3 (fator tecidual).

Objetivo 3. Em um estudo de corolário, determinar se as concentrações alcançáveis ​​de digoxina in vivo revogam a hipersensibilidade in vitro do progenitor eritróide EPO de mutações diferentes de VHL R200W e se os inibidores de HIF-2α (já em ensaios clínicos) revogam a hipersensibilidade do progenitor eritróide EPO isoladamente ou em combinação com digoxina.

Em resumo, esta proposta oferece uma oportunidade sem precedentes para identificar terapia barata para formas raras de eritrocitose devido à detecção de hipóxia superregulada para a qual não há terapia segura e eficaz. Como tal, esta proposta coincide totalmente com os objetivos do Programa de Produtos Órfãos da FDA. A pesquisa também ajudará a definir o papel da hipóxia em doenças comuns da humanidade, incluindo doença crônica das montanhas, apneia obstrutiva do sono, trombose venosa profunda, trombose associada ao câncer e hipertensão pulmonar.