Abstract SFX-01 is a novel drug for clinical delivery of sulforaphane (SFN). SFN is a potent nuclear factor erythroid 2-related factor 2 activator that reduces inflammation and oxidation, improving outcomes after subarachnoid haemorrhage (SAH) in animal models. This was a multi-centre, double-blind, placebo-controlled, parallel-group randomised clinical trial to evaluate the safety, pharmacokinetics and efficacy of 28 days of SFX-01 300 mg BD in patients aged 18–80 with spontaneous SAH and high blood load on CT. Primary outcomes were (1) safety, (2) plasma and CSF SFN and metabolite levels and (3) vasospasm on transcranial doppler ultrasound. Secondary outcomes included CSF haptoglobin and malondialdehyde and clinical outcome on the modified Rankin Scale (mRS) and SAH outcome tool (SAHOT). A total of 105 patients were randomised (54 SFX-01, 51 placebo). There were no differences in adverse events other than nausea (9 SFX-01 (16.7%), 1 placebo (2.0%)). SFN, SFN-glutathione and SFN-N-acetyl-cysteine AUC last were 16.2, 277 and 415 h × ng/ml. Plasma SFN was higher in GSTT1 null individuals ( t = 2.40, p = 0.023). CSF levels were low with many samples below the lower limit of quantification and predicted by the CSF/serum albumin ratio ( R 2 = 0.182, p = 0.039). There was no difference in CSF haptoglobin (1.981 95%CI 0.992–3.786, p = 0.052) or malondialdehyde (1.12 95%CI 0.7477–1.687, p = 0.572) or middle cerebral artery flow velocity (1.04 95%CI 0.903–1.211, p = 0.545) or functional outcome (mRS 1.647 95%CI 0.721–3.821, p = 0.237, SAHOT 1.082 95%CI 0.464–2.525, p = 0.855). SFX-01 is safe and effective for the delivery of SFN in acutely unwell patients. SFN penetrated CSF less than expected and did not reduce large vessel vasospasm or improve outcome. Trial registration: NCT02614742 clinicaltrials.gov.

Abstract During subarachnoid haemorrhage, a blood clot forms in the subarachnoid space releasing extracellular haemoglobin (Hb), which causes oxidative damage and cell death in surrounding tissues. High rates of disability and cognitive decline in SAH survivors is attributed to loss of neurons and functional connections during secondary brain injury. Haptoglobin sequesters Hb for clearance, but this scavenging system is overwhelmed after a haemorrhage. Whilst exogenous haptoglobin application can attenuate cytotoxicity of Hb and in vivo , and in vivo the functional effects of sub-lethal Hb concentrations on surviving neurons and whether cellular function can be protected with haptoglobin treatment remain unclear. Here we use cultured neurons to investigate neuronal health and function across a range of Hb concentrations to establish the thresholds for cellular damage and investigate synaptic function. Hb impairs ATP concentrations and cytoskeletal structure. At clinically relevant but sublethal Hb concentrations, synaptic AMPAR-driven currents are reduced, accompanied by a reduction in GluA1 subunit expression. Haptoglobin co-application can prevent these deficits by scavenging free Hb to reduce it to sub-threshold concentrations and does not need to be present at stoichiometric amounts to achieve efficacy. Haptoglobin itself does not impair measures of neuronal health and function at any concentration tested. Our data highlight a role for Hb in modifying synaptic function after SAH, which may link to impaired cognition or plasticity, and support the development of haptoglobin as a therapy for subarachnoid haemorrhage.