Дигоксин при врожденном эритроцитозе, обусловленном повышенной чувствительностью к гипоксии

В исследовании будет изучено, как дигоксин ингибирует гипоксическую реакцию при врожденном эритроцитозе из-за мутаций зародышевой линии, которые приводят к повышенной чувствительности к гипоксии. Эти формы врожденного эритроцитоза, характеризующиеся повышенным уровнем фактора, индуцируемого гипоксией (HIF)-1 и/или HIF-2, обусловлены мутациями VHL (фон Хиппеля Линдау), EGLN1 (кодирующего пролилгидроксилазу 2 [PHD2]) и EPAS1. (эндотелиальный домен PAS, содержащий белок 1) (кодирующий HIF-2α). В дополнение к высокому гематокриту у пациентов отмечаются тромботические осложнения и ранняя смертность, которые не улучшаются флеботомией. Эффективной терапии нет. Дигоксин, давно используемый для лечения застойной сердечной недостаточности, является мощным ингибитором основного индуцируемого гипоксией фактора транскрипции, HIF-1 и, вероятно, HIF-2.

Мутации VHL - 15 известных пациентов в США, 55 в Западной Европе, 150 в Чувашии, на острове Искья и 11 в Индии.4 Чувашский эритроцитоз (КЭ), эндемичный для Чувашской Республики России и итальянского острова Искья, обусловлен гомозиготностью по миссенс-мутации VHL (VHL c.598C>T; VHL R200W). VHL R200W нарушает взаимодействие VHL с субъединицами HIF-α, уменьшая их убиквитин-опосредованное разрушение. Гетеродимеры HIF-1 и HIF-2 увеличиваются, что приводит к увеличению экспрессии их генов-мишеней, включая эритропоэтин (ЭПО). Кроме того, эритроидные предшественники КЭ обладают гиперчувствительностью к ЭПО, объяснение которой неизвестно. В пилотных исследованиях эта гиперчувствительность подавлялась дигоксином. Пациенты с ХЭ склонны к развитию тромбоза и ранней смертности, которая не зависит от повышения гематокрита. Этот фенотип отличается от доминантно наследуемых мутаций синдрома предрасположенности к опухолям VHL, которые в сочетании с приобретенными соматическими мутациями приводят к онкогенезу. Описаны другие гомозиготные и компаунд-гетерозиготные мутации VHL, которые вызывают эритроцитоз, но не опухоли.

Мутации EGLN1 (фактор 1, индуцируемый гипоксией семейства Egl-9) - 5 пациентов в США. и 21 место в Европе. PHD2 (кодируемый геном EGLN1) является, наряду с VHL, основным негативным регулятором HIF. Он нацеливается на субъединицы HIF-α для деградации. Первая мутация с потерей функции PHD2 (PHD2 P317R) была выявлена ​​в семье, в которой гетерозиготы имели умеренный или пограничный эритроцитоз. С тех пор было зарегистрировано 25 дополнительных пациентов с необъяснимым эритроцитозом, которые являются гетерозиготными носителями различных мутаций PHD2. Практически все пациенты с эритроцитозом, ассоциированным с PHD2, имеют нормальный уровень ЭПО.

Мутации EPAS1 — 20 известных пациентов в США и около 100 в Европе. Пораженные пациенты имеют гетерозиготные миссенс-мутации в кодирующей последовательности гена EPAS1, кодирующего HIF-2α, что приводит к усилению функции HIF-2 и повышению уровня ЭПО. Существует гетерогенность этих мутаций EPAS1 с усилением функции, но их существование подтверждает критическую роль HIF-2 в контроле экспрессии почечного EPO.

Дигоксин как средство для ингибирования HIF. Было обнаружено, что дигоксин, распространенный и легкодоступный, одобренный FDA препарат для лечения застойной сердечной недостаточности, ингибирует транскрипцию HIF-зависимого гена примерно на 90% при концентрации 0,4 мкМ; он также ингибирует трансляцию белка HIF-1α и блокирует активность HIF-1 in vivo. Дозы дигоксина, которые предотвращают и лечат гипоксическую легочную гипертензию у мышей, частично защищают от индуцированного гипоксией эритроцитоза. Эти дозы приводят к уровням дигоксина в плазме у мышей, которые находятся на уровне или ниже терапевтического диапазона для человека. Согласно неопубликованным данным, терапевтические дозы дигоксина снижали повышенный эритропоэз in vitro у пациентов с ХЭ.

В исследовании предполагается, что фармакологические дозы и уровни дигоксина будут снижать уровень гемоглобина и гематокрита, уменьшать потребность в флеботомии, уменьшать склонность к тромбозу и уменьшать легочное давление у пациентов с эритроцитозом из-за усиленной гипоксической реакции. Предлагаемое исследование проводится в соответствии с IND138480 и одобрено FDA.

Цель 1. Определить, безопасен ли дигоксин и будет ли он снижать ЭПО, концентрацию гемоглобина и легочное давление у пациентов с врожденным эритроцитозом из-за повышенной чувствительности к гипоксии.

Цель 2. Определить, будет ли дигоксин снижать транскрипцию линии очищенных клеток крови и снижать уровни в плазме продуктов протромботических генов, активируемых гипоксической реакцией, включая IL1B (интерлейкин-1 бета), THBS1 (тромбоспондин), EGR1 (ранний реакция роста 1), NLRP3 (пириновый домен семейства NLR, содержащий 3), SERPINE1 (член 1 семейства серпинов E) и F3 (тканевой фактор).

Цель 3. В последующем исследовании определить, устраняют ли in vivo достижимые концентрации дигоксина гиперчувствительность эритроидного предшественника ЭПО in vitro к мутациям, отличным от VHL R200W, и устраняют ли ингибиторы HIF-2α (уже в клинических испытаниях) гиперчувствительность эритроидного предшественника ЭПО отдельно или в комбинации. с дигоксином.

Таким образом, это предложение предоставляет беспрецедентную возможность определить недорогую терапию для редких форм эритроцитоза из-за повышенной чувствительности к гипоксии, для которой в настоящее время нет безопасной и эффективной терапии. Таким образом, это предложение полностью совпадает с целями программы FDA по продуктам для редких животных. Исследование также поможет определить роль гипоксии в распространенных заболеваниях человечества, включая хроническую горную болезнь, обструктивное апноэ во сне, тромбоз глубоких вен, тромбоз, связанный с раком, и легочную гипертензию.