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Background: Certain disadvantages of the standard hematopoietic stem and progenitor cell (HSPC) mobilizing agent G-CSF fuel the quest for alternatives. We herein report results of a Phase I dose escalation trial comparing mobilization with a peptidic CXCR4 antagonist POL6326 (balixafortide) vs. G-CSF.
Methods: Healthy male volunteer donors with a documented average mobilization response to G-CSF received, following ≥6 weeks wash-out, a 1–2 h infusion of 500–2500 µg/kg of balixafortide. Safety, tolerability, pharmacokinetics and pharmacodynamics were assessed.
Results: Balixafortide was well tolerated and rated favorably over G-CSF by subjects. At all doses tested balixafortide mobilized HSPC. In the dose range between 1500 and 2500 µg/kg mobilization was similar, reaching 38.2 ± 2.8 CD34 + cells/µL (mean ± SEM). Balixafortide caused mixed leukocytosis in the mid-20 K/µL range. B-lymphocytosis was more pronounced, whereas neutrophilia and monocytosis were markedly less accentuated with balixafortide compared to G-CSF. At the 24 h time point, leukocytes had largely normalized.
Conclusions: Balixafortide is safe, well tolerated, and induces efficient mobilization of HSPCs in healthy male volunteers. Based on experience with current apheresis technology, the observed mobilization at doses ≥1500 µg/kg of balixafortide is predicted to yield in a single apheresis a standard dose of 4× 10E6 CD34+ cells/kg from most individuals donating for an approximately weight-matched recipient. Exploration of alternative dosing regimens may provide even higher mobilization responses.
Trial Registration European Medicines Agency (EudraCT-Nr. 2011-003316-23) and clinicaltrials.gov (NCT01841476)
Das Hormon Erythropoetin (EPO) ist ein hitzestabiles Glykoprotein, welches als wesentlicher Wachstumsfaktor an der Erythropoese beteiligt ist. EPO wird sauerstoffabhängig in Leber und Niere synthetisiert. Da EPO in Zellen nicht gespeichert wird, ist seine Sekretionsrate durch die Syntheserate bestimmt. Unter Hypoxie wird über einen hypoxieinduzierbaren Faktor (HIF-1) die Transkription des EPO-Gens angeregt. Mycophenolat Mofetil (MMF) wird erfolgreich bei transplantierten Patienten als Immunsuppressivum eingesetzt. MMF ist ein nichtkompetitiver, reversibler Hemmer der Inosinmonophosphatdehydrogenase (IMPDH), die essentiell für die de novo Purinsynthese in Lymphozyten ist. MMF soll selektiv antiproliferativ auf Lymphozyten wirken, ohne einen unspezifischen knochenmarkdepressiven Effekt zu haben. Trotzdem wurden bei bis zu 15% der nierentransplantierten und nahezu der Hälfte aller herztransplantierten Patienten unter immunsuppressiver Therapie mit MMF Anämien beschrieben. Die Genese dieser Anämien ist noch unklar und könnte durch eine reduzierte EPO-Produktion unter MMF bedingt sein. In dieser Untersuchung wird deshalb der Effekt von MMF auf die EPO-Freisetzung aus HepG2-Zellen in vitro analysiert. HepG2 und Hep3B Zellen sind ein etabliertes Zellkulturmodell zur Untersuchung der Regulierung hypoxieabhängiger EPO-Sekretion. MMF vermindert zeit- und konzentrationsabhängig die mittels ELISA gemessene EPO-Konzentration im Zellüberstand von HepG2-Zellen – im Mittel etwa auf die Hälfte des Ausgangswertes (p < 0, 001). Dieser Effekt ist signifikant ab einer Konzentration von 0,1 µM MMF und maximal bei 5 µM MMF. Eine signifikante Inhibition der EPO-Sekretion war erst nach 48stündiger Inkubation mit MMF nachweisbar. Unspezifische Effekte auf Proliferation und Proteinsynthese sowie zytotoxische Effekte wurden mittels verschiedener unabhängiger Methoden weitgehend ausgeschlossen. Der Effekt von MMF auf die EPO-Sekretion konnte durch Zugabe von Guanosin aufgehoben werden, was für eine kausale Rolle der IMPDH in diesem Zusammenhang spricht. Analog zu der sezernierten EPO-Menge verminderte sich auch die Menge der gebildeten EPO-mRNA unter MMF. Zudem ist die Aktivität von HIF-1 unter MMF gemindert. Im Gegensatz zu MMF zeigen andere Immunsuppressiva wie der Purinsynthesehemmer Azathioprin und die Calcineurininhibitoren Cyclosporin A und Tacrolimus keinen spezifischen Effekt auf die EPO-Freisetzung von HepG2-Zellen. Die Ergebnisse weisen darauf hin, daß die Minderung der EPO-Sekretion im Zellkulturmodell ein Erklärungsansatz für die beobachteten Anämien unter MMF sein könnte. Eine Therapie der Anämie mittels EPO-Substitution erscheint daher sinnvoll.