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Aims: SARS-CoV-2 is a single-stranded RNA virus which is part of the ß-coronavirus family (like SARS 2002 and MERS 2012). The high prevalence of hospitalization and mortality, in addition to the lack of vaccines and therapeutics, forces scientists and clinicians around the world to evaluate new therapeutic options. One strategy is the repositioning of already known drugs, which were approved drugs for other indications.
Subject and method: SARS-CoV-2 entry inhibitors, RNA polymerase inhibitors, and protease inhibitors seem to be valuable targets of research. At the beginning of the pandemic, the ClinicalTrials.gov webpage listed n=479 clinical trials related to the antiviral treatment of SARS-CoV-2 (01.04.2020, “SARS-CoV-2,” “COVID-19,” “antivirals,” “therapy”), of which n=376 are still accessible online in January 2021 (10.01.2021). Taking into account further studies not listed in the CTG webpage, this narrative review appraises HIV protease inhibitors and nucleos(t)ide RNA polymerase inhibitors as promising candidates for the treatment of COVID-19.
Results: Lopinavir/ritonavir, darunavir/cobicistat, remdesivir, tenofovir-disoproxilfumarate, favipriravir, and sofosbuvir are evaluated in clinical studies worldwide. Study designs show a high variability and results often are contradictory. Remdesivir is the drug, which is deployed in nearly 70% of the reviewed clinical trials, followed by lopinavir/ritonavir, favipiravir, ribavirine, and sofosbuvir.
Discussion: This review discusses the pharmacological/clinical background and questions the rationale and study design of clinical trials with already approved HIV protease inhibitors and nucleos(t)ide RNA polymerase inhibitors which are repositioned during the SARS-CoV-2 pandemic worldwide. Proposals are made for future study design and drug repositioning of approved antiretroviral compounds.
Sustained HIV suppression depends on a number of factors including therapy adherence, management of side effects, viral resistance and individual characteristics of patients and therapeutic settings. Treatment response rates range up to 90% in therapy naïve patients but decline to approximately 50% in patients who received several antiretrovirals during treatment history. Furthermore, HIV protease inhibitors (PI) and non nucleoside reverse transcriptase inhibitors (NNRTI) plasma concentrations display high inter- and intra individual variability and the therapeutic window is comparably narrow. In this therapeutic setting the personalization of dosing regimens has been suggested in many cases to tailor the ARV plasma concentrations with the intention to maximize therapy success and minimize side effects in the individual. However, personalizing therapy by modifying the dosing regimen bears the danger of losing therapeutic efficacy, increasing side effects or causing viral resistance.
This topical review identifies pharmacokinetic and pharmacodynamic models of antiretroviral therapy appraising the potential application to HIV therapy and discusses its future in the light of new drug classes and fix-dose combinations.
In dieser klinischen Phase I-Studie an 39 gesunden, männlichen Probanden im Alter zwischen 18 und 45 Jahren wurde die Fragestellung untersucht, wie ein Übergang von intravenöser Blutgerinnungshemmung mit dem direkten Thrombinhemmer Argatroban und den oralen Antikoagulantien Phenprocoumon und Acenocoumarol in der klinischen Praxis zu kontrollieren ist. Bei den bisher verwendeten Laboruntersuchungen, wie der aPTT existieren Interaktionen zwischen Argatroban und oraler Antikoagulation, welche nicht notwendigerweise die wirkliche in vivo Situation reflektieren, was durch eine ex vivo-in vitro-Interferenz des Gerinnungsassays verursacht wird. APTT Reagenzien aktivieren die intrinsische Gerinnungskaskade zu einem sehr frühen Zeitpunkt (gleich zu Beginn derselben bei Faktor XI). Dadurch werden die Interaktionen zwischen der oralen Antikoagulation und den Rückkopplungsmechanismen zwischen beiden Gerinnungswegen, welche durch die orale Antikoagulation teilweise erschöpft sind, begreifbar. Ebenso wurde die Interaktion zwischen anderen direkten Thrombinhemmern und der oralen Antikoagulation am Beispiel Napsagatran mit Warfarin beschrieben 35: Die Gabe von Napsagatran alleine führte zur Erhöhung von aPTT und Prothrombinzeit (PT), die zusätzliche Einmaldosis Warfarin erhöhte die AUEC (Fläche unter der Effekt-Kurve) für die PT zusätzlich um das vierfache und für die aPTT um 45%. Obwohl die PT unter dem Einfluss direkter Thrombinhemmer verlängert ist, wird sie nicht als Parameter des Monitorings der Wirkung therapeutischer Dosierungen von Argatroban und anderen direkten Thrombinhemmern bei der Thrombosephrophylaxe und Behandlung tiefer Beinvenethrombosen empfohlen 39. Die aPTT wird hingegen, neben ihrem Einsatz zur Überwachung der klinischen Therapie direkter Thrombinhemmer 40,41, auch als pharmakodynamischer Schlüsselparameter in Phase-I-Studien derselben eingesetzt 42,43. Da jedoch höhere Konzentrationen der Thrombinhemmer die aPTT-Werte für die Kalibrierung verändern und darüber hinaus verschiedene aPTT-Reagenzien mit unterschiedlicher Empfindlichkeit gegenüber den Thrombinhemmern angeboten werden, ist die aPTT nicht der ideale Parameter zur Überwachung der Wirkung direkter Thrombinhemmer. Die ECT ist hierfür wesentlich spezifischer 40,41. Dennoch werden validierte ECT-Assays nicht kommerziell vertrieben, was deren Einsatz in der Klinik bisher unmöglich macht. Insofern ist es notwendig geworden, eine Empfehlung für den Übergang von intravenöser auf orale Antikoagulation mit dem bisherigen Instrument der INR zu finden. Auch wenn dies aus den o.g. Gründen nicht optimal ist, mag es zulässig sein, die Nomogramme für Acenocoumarol und Phenprocoumon in einfache Regeln zu übersetzen, ohne daß ein Sicherheitsproblem in der Klinik entsteht. Vorausgesetzt, ein Vorhersagefehler von <± 0,6 wird als annehmbar akzeptiert, 35 so erlaubt das Nomogramm für Phenprocoumon und Acenocoumarol eine valide Vorhersage der realen Gerinnungsverhältnisse bis zu einer Dosis von 2,0 µg/kg/min unter Verwendung eines ISI von 1-2. Derzeitige Richtlinien für die Hepariniserung nach tiefer Beinvenenthrombose 47 erlauben den Stopp der Infusionstherapie mit niedermolekularen Heparinen (bei gleichzeitiger Gabe einer oralen Antikoagluation), wenn der INR wenigstens 2,0 erreicht hat. Um den Übergang von Argatroban zu einer oralen Antikoagulation zu vereinfachen, wird eine Regel für die Berechnung der "wahren" INR während der Übergangsperiode vorgeschlagen: 1. Die Argatrobaninfusion kann eingestellt werden, wenn unter gleichzeitiger oraler Antikoagulation die INR für einen angemessenen Zeitraum der Komedikation bei 4,0 angekommen ist. Das gilt für einen ISI des PT-Reagens von 1-2. Die reale INR befindet sich dann im therapeutischen Bereich zwischen 2,2 und 3,7. 2. aPTT-Ergebnisse unter Argatroban und beginnender oraler Antikoagulation müssen um 5-15 Sekunden verkürzt abgelesen werden. Die Verlängerung der aPTT während des Übergangs von Argatroban auf die oraler Antikoagulation sollten nicht zu einer Unterbrechung bzw. Dosiserniedrigung der Argatroban-Infusion während dieses Zeitraums führen. Prinzipiell sollte die Dosis von Argatroban während der Übergangszeit auf die orale Antikoagulation bei 1-2 µg/kg/min fixiert werden. Genauso wie bei Hirudin 48 sollte die ECT, wenn klinisch angezeigt, zur Überwachung der direkten Argatroban-Effekte auf die Gerinnung benutzt und hierbei der aPTT als Alternative vorgezogen werden. Das gilt sowohl für die Anwendung von Argatroban alleine als auch die Kombination mit oralen Antikoagulanzien. Wie bereits oben erwähnt steht die ECT als validierte Messmethode für die Klinik bisher jedoch nicht zur Verfügung. Die Blutungszeit war in dieser Untersuchung in der Periode der Umstellung von Argatroban auf orale Antikoagulation nicht wesentlich verlängert, so daß für Patienten keine zusätzliche Blutungsgefahr entstanden ist. Einschränkend ist dennoch zu bemerken, daß obwohl in den erwähnten Phase-I-Untersuchungen an gesunden Probanden keine größeren Blutungsereignisse aufgetreten sind, bei Patienten durchaus ein erhöhte Blutungsgefährdung bei einer INR von > 3,0 bestehen kann. Dies ist in der Praxis aufmerksam zu kontrollieren. Argatroban ist also für HIT Typ II-Patienten, die unter klinischen Bedingungen antikoaguliert werden müssen, eine gut steuerbare Alternative, bei welcher auch die anschließende Umstellung auf orale Antikoagulation kontrolliert sicher handhabbar ist.
Background: In the past, protease inhibitors (PIs) and the reverse transcriptase inhibitor abacavir were identified increasing the risk for thromboembolic complications and cardiovascular events (CVE) of HIV infected patients taking a combination antiretroviral therapy (cART). Results of the previous HIV-PLA I-study lead to the assumption that platelet activation could play a substantial role in increasing CVE risks.
Methods: The open label, monocentric HIV-PLA II-study investigated HIV-1-infected, therapy-naïve adults (n=45) starting with cART, consisting either of boosted PI (atazanavir, n= 6, darunavir, n=11), NNRTI (efavirenz, n=14) or integrase inhibitor (raltegravir, n=14), each plus tenofovir/emtricitabine co-medication. Main exclusion criteria were tobacco smoking, the intake of NSAIDs or abacavir or past CVE. Platelet adhesive molecule p-selectin (CD62P) and FITC anti-human Integrin α-IIb/Integrin β-3 (CD41/CD61) antibody (PAC-1) binding, monocyte CD11b/monocyte-associated CD41 expression and the endogenous thrombin potential (ETP) were assessed ex vivo-in vitro at baseline, weeks 4, 12 and 24. Therapy regimens were blinded to the investigators for laboratory and statistical analyses.
Results: CD11b and ETP showed no significant changes or differences between all study groups. In contrast, the mean + SD mean fluorescence units (MFI) of CD62P and PAC-1 increased significantly in patients taking PI, indicating an enhanced potential for thrombocyte activation and aggregation.
Conclusion: CD62P expression, detecting the ɑ-platelet degranulation of pro-inflammatory and pro-thrombotic factors and adhesive proteins, and PAC-1 expression, representing a marker for conformation changes of the GIIb/IIIa receptor, increased significantly in patients taking HIV protease inhibitors. The findings of this study revealed a yet unknown pathway of platelet activation, possibly contributing to the increased risk for CVE under HIV protease inhibitor containing cART.
Clinical Trial Registration No.: DRKS00000288.
Poster presentation: Purpose of the study To compare the virological, immunological and clinical response to three boosted double protease inhibitor (PI) regimens of saquinavir and ritonavir in combination with lopinavir (LOPSAQ), atazanavir (ATSAQ) or fosamprenavir (FOSAQ) without reverse transcriptase inhibitors (RTI) in HIV-positive patients with limited RTI treatment options. ...
Poster presentation: Purpose of the study To compare the lipometabolic profiles of three double-boosted protease inhibitor (PI) regimens at standard dose, containing saquinavir and ritonavir in combination with lopinavir (LOPSAQ), atazanavir (ATSAQ) or fosamprenavir (FOSAQ) in HIV-positive patients, treated without reverse transcriptase inhibitors (RTI). ...