Säkerhet och doseringsutvärdering av REG1 Antikoagulationssystem

Med tanke på trombosens centrala roll i patobiologin av akut ischemisk hjärtsjukdom, har injicerbara (intravenösa eller subkutana) antikoagulantia blivit grunden för medicinsk behandling för patienter med akuta kranskärlssyndrom (instabil angina och hjärtinfarkt; ACS) och för de som genomgår kranskärlssjukdom. revaskulariseringsprocedurer, antingen perkutant eller kirurgiskt (Harrington et al., 2004; Popma et al., 2004). För närvarande tillgängliga antikoagulantia inkluderar ofraktionerat heparin (UFH), heparinerna med låg molekylvikt (LMWH) och de direkta trombininhibitorerna (DTI) (t.ex. rekombinant hirudin, bivalirudin och argatroban). Det nuvarande paradigmet både för antikoagulantanvändning och för fortsatt antitrombotisk läkemedelsutveckling är att etablera en balans mellan effekt (minska risken för ischemiska händelser) och säkerhet (minimera risken för blödning) (Harrington et al., 2004). Vart och ett av de tillgängliga medlen medför en ökad risk för blödning jämfört med placebo.

Den största biverkningen förknippad med antikoagulantia och antitrombotiska läkemedel är blödning, som kan orsaka bestående funktionsnedsättning och död (Ebbesen et al., 2001; Levine et al., 2004). Generellt har kardiovaskulära läkare varit villiga att kompensera för en ökad risk för blödning när ett läkemedel kan minska de ischemiska komplikationerna av antingen akuta koronarsyndrom eller koronarrevaskulariseringsprocedurer. Nya data har dock antytt att blödningshändelser, särskilt de som kräver blodtransfusion, har en betydande inverkan på resultatet och kostnaden för behandling av patienter med ACS. Transfusionshastigheten hos patienter som genomgår elektiv kranskärlsbypassoperation (CABG) varierar från 30-60 %, och transfusion hos dessa patienter är associerad med ökad dödlighet på kort, medellång och lång sikt (Bracey et al., 1999; Engoren et al. 2002; Hebert et al., 1999). Blödning är också den vanligaste och mest kostsamma komplikationen i samband med perkutana kranskärlsinterventioner (PCI), med transfusioner som utförs hos 5-10 % av patienterna till en inkrementell kostnad av $8000-$12,000 (Moscucci, 2002). Dessutom är frekvensen av signifikanta blödningar hos patienter som genomgår behandling för ACS också hög, från 5 % till 10 % (exklusive patienter som genomgår CABG), med blödning och transfusion oberoende förknippade med en signifikant ökning av korttidsdödligheten ( Moscucci et al., 2003; Rao et al., 2004). Därför, trots den fortsatta utvecklingen av nya antitrombotika, finns det ett betydande kliniskt behov av säkrare antikoagulantia.

För inlagda patienter med akut ischemisk hjärtsjukdom skulle det ideala antikoagulantia kunna levereras genom intravenös eller subkutan injektion, omedelbart effektiv, lättdoserad för att inte kräva frekvent övervakning och omedelbart och förutsägbart reversibel.

UFH är det enda antidot-reversibla antikoagulantia som för närvarande är godkänd för användning. UFH har dock betydande begränsningar. För det första har heparin komplex farmakokinetik som gör förutsägbarheten av dess användning utmanande (Granger et al., 1996). För det andra är dosförutsägbarheten av dess motgift, protamin, utmanande, och det finns allvarliga biverkningar förknippade med dess användning (Carr och Silverman, 1999; Welsby et al., 2005). Slutligen kan heparin inducera trombocytopeni (HIT) och trombocytopeni med trombos (HITT) (Warkentin, 2005; Warkentin och Greinacher, 2004).

Trots dessa begränsningar förblir heparin det vanligaste antikoagulantia för sjukhuspatienter, främst för att det är "reversibelt". Den nya generationens antikoagulantia, såsom LMWHs, har förbättrat förutsägbarheten av UFH-dosering och kräver inte labbbaserad övervakning som en del av deras rutinmässiga användning. HIT och HITT observeras mer sällan med LMWH, jämfört med UFH, men de har inte eliminerat denna risk. Två av de tre kommersiellt tillgängliga DTI, lepirudin och argatroban, är specifikt godkända för användning hos patienter som har utvecklat eller har en historia av HIT. Bivalirudin är godkänt för användning som antikoagulant under PCI och utgör därför ett attraktivt alternativ till UFH hos patienter som har HIT. Det finns dock inga direkta och tydliga motgifter för att vända de antikoagulerande effekterna av LMWH, och inte heller av DTI, vilket utgör en särskild risk för deras användning hos patienter som genomgår kirurgiska eller perkutana koronar revaskulariseringsprocedurer (Jones et al., 2002). Blödning hos patienter som behandlas med LMWH eller DTI hanteras genom administrering av blodprodukter (inklusive koagulationsfaktor).

Snabb reversering av läkemedelsaktivitet kan uppnås genom formulering av ett läkemedel som ett infuserbart medel med kort halveringstid, eller genom administrering av ett andra medel, ett motgift, som kan neutralisera läkemedlets aktivitet. Kortverkande direkta trombinhämmare såsom bivalirudin, som kan reverseras genom att helt enkelt avbryta infusionen, utvecklas som infusible antikoagulantia för användning vid CABG-kirurgi (Merry et al., 2004). Samtidiga sjukdomar som njurdysfunktion, som finns hos en stor andel av patienterna som genomgår CABG (eller PCI)-procedurer (Al Suwaidi et al., 2002), kan dock förhindra snabb clearance av läkemedlet och därmed fördröja reversering av aktivitet, och /eller den relativt stora mängd läkemedel som krävs för att upprätthålla antikoagulering (dvs nödvändig för att uppnå effektiva steady state-nivåer av ett medel med kort halveringstid) kan signifikant interagera med underliggande njurfunktionsnedsättning för att förvärra problemet. Därför återstår det att se om dessa läkemedel verkligen kommer att uppnå snabb reversering av antikoagulering efter infusionsstopp i målpatientpopulationerna, och om elimineringen av själva läkemedlet kan förvärra njurdysfunktion.

Ett alternativt tillvägagångssätt för att tillhandahålla kontrollerad antikoagulering som omfattas av Regado Biosciences är användningen av ett antikoagulerande medel med medelfristig verkningstid (~12 timmar) som kan uppnå kliniskt lämplig aktivitet vid relativt låga doser, i kombination med ett andra medel som kan specifikt binder till och neutraliserar den primära antikoagulanten. En sådan kombination av "läkemedel-motgift" kan säkerställa en förutsägbar och säker neutralisering och reversering av läkemedlets antikoagulerande aktivitet (Rusconi et al., 2004; Rusconi et al., 2002).

Den cellbaserade modellen för koagulation (Hoffman et al., 1995; Kjalke et al., 1998; Monroe et al., 1996) (Figur 1) ger den tydligaste förklaringen hittills av hur fysiologisk koagulation sker in vivo. Den här modellens framsteg jämfört med tidigare beskrivningar av koagulationsreaktionen är att den innehåller de cellulära ytorna på vilka de specifika koagulationsfaktorerna ackumuleras och reagerar, och förklarar därmed mer exakt de fenotyper som observerats hos individer som saknar eller har brist på de olika koagulationsfaktorerna och trombocytreceptorer.

Enligt denna modell sker prokoagulantreaktionen i tre distinkta steg, initiering, amplifiering och förökning. Initiering av koagulation sker på vävnadsfaktorbärande celler (t.ex. aktiverade monocyter, makrofager och endotelceller). Koagulationsfaktor VIIa, som bildar ett komplex med vävnadsfaktor, katalyserar aktiveringen av koagulationsfaktorerna IX (FIX) och X (FX), som i sin tur genererar en liten mängd trombin från protrombin. I amplifieringsfasen (även kallad primingfasen) aktiverar den lilla mängden trombin som genereras i initieringsfasen koagulationsfaktorerna V, VIII och XI och aktiverar även blodplättar, som tillhandahåller en yta på vilken ytterligare prokoagulerande reaktioner inträffar. In vivo är de små mängderna trombin som genereras under amplifieringsfasen inte tillräckliga för att omvandla fibrinogen till fibrin, på grund av närvaron av endogena trombininhibitorer som kallas serpiner, såsom antitrombin III, -2-makroglobulin och heparinkofaktor II. Den sista fasen av prokoagulantreaktionen, förökning, sker uteslutande på ytan av aktiverade blodplättar. Under förökningen genereras betydande mängder FIXa av den FXIa-katalyserade aktiveringen av FIX. FIXa bildar ett komplex med sin erforderliga kofaktor FVIIIa, som aktiverar FX. Därefter bildar FXa ett komplex med dess erforderliga kofaktor FVa. FXa-FVa-komplexet aktiverar protrombin, vilket leder till en "utbrott" av trombingenerering och fibrinavlagring. Slutresultatet är bildandet av en stabil koagel.

Baserat på denna modell spelar FIXa två roller vid koagulering. I initieringsfasen spelar FIXa en viktig roll för att generera små mängder trombin via aktivering av FX till FXa och efterföljande protrombinaktivering. Denna roll för FIXa är dock åtminstone delvis överflödig med den vävnadsfaktor FVIIa-katalyserade omvandlingen av FX till FXa. Den mer kritiska rollen för FIXa inträffar i förökningsfasen, där FVIIIa/FIXa-enzymkomplexet fungerar som den enda katalysatorn för FXa-generering på den aktiverade trombocytytan. En minskning av FIXa-aktiviteten, antingen på grund av genetisk brist i FIX (dvs. hemofili B) eller farmakologisk hämning av FIX/IXa, förväntas ha flera effekter på koagulationen. För det första bör hämning eller förlust av FIXa-aktivitet delvis dämpa initieringen av koagulation. För det andra bör hämning eller förlust av FIXa-aktivitet ha en djupgående effekt på koagulationens fortplantningsfas, vilket resulterar i en signifikant minskning eller eliminering av trombinproduktion. Slutligen kommer begränsning av trombingenerering under förökningsfasen åtminstone delvis att dämpa återkopplingsförstärkning av koagulation genom att reducera aktivering av blodplättar och uppströms koagulationsfaktorer såsom faktorer V, VIII och XI.

Hämmare av FIX-aktivitet, såsom aktiv plats-inaktiverad faktor IXa (FIXai) eller monoklonala antikroppar mot FIX (t.ex. antikroppen BC2), har uppvisat potent antikoagulerande och antitrombotisk aktivitet i flera djurmodeller, inklusive olika djurmodeller av arteriell trombos och stroke (Benedict et al., 1991; Choudhri et al., 1999; Feuerstein et al., 1999; Spanier et al., 1998a; Spanier et al., 1997; Spanier et al., 1998b; Toomey et al., 2000) . I allmänhet har dessa studier visat att FIXa-hämmare har ett högre förhållande mellan antitrombotisk aktivitet och blödningsrisk än ofraktionerat heparin hos djur. Men i dessa studier, vid doser marginellt högre än den effektiva dosen, har djur som behandlats med dessa medel uppvisat blödningsprofiler som inte skiljer sig från heparin. En sådan erfarenhet av välkontrollerade djurstudier tyder på att förmågan att kontrollera aktiviteten hos en FIXa-hämmare i klinisk miljö skulle öka dess säkerhet och underlätta dess medicinska användning. Dessutom har FIXai visat sig vara säker och effektiv som heparinersättning i flera kirurgiska djurmodeller som kräver antikoagulantbehandling, inklusive kaninmodeller för syntetisk patch vaskulär reparation, såväl som hund- och icke-mänskliga primatmodeller av CABG med kardiopulmonell bypass ( Spanier et al., 1998a; Spanier et al., 1997; Spanier et al., 1998b). FIXai har också använts framgångsrikt för flera kritiskt sjuka patienter som kräver kardiopulmonell bypass och i andra extrakorporeala kretsar såsom extrakorporeal membransyresättning (Spanier et al., 1998a) av läkare vid Columbia College of Physicians and Surgeons, på en compassionate care grund. Således är FIXa ett validerat mål för antikoagulantiabehandling vid koronar revaskulariseringsprocedurer (både CABG och PCI), och för behandling och förebyggande av trombos hos patienter som lider av akuta kranskärlssyndrom.