Účinek pioglitazonu na TIMP-3 a TACE u diabetu 2. typu (PIO-TACE)

Bylo prokázáno, že pioglitazon má silné protizánětlivé i antiaterosklerotické účinky. Mechanismy, kterými pioglitazon tyto účinky vyvolává, však nejsou jasné. Navrhujeme, aby tkáňový inhibitor metaloproteinázy-3 (TIMP-3) a TNF-alfa konvertující enzym (TACE) hrály hlavní roli ve zlepšení inzulinové senzitivity a endoteliální funkce zprostředkované pioglitazonem. Na zvířecích modelech nízká dávka pioglitazonu inhibuje progresi lézí a expresi matricové metaloproteinázy v pokročilých aterosklerotických plátech. Domníváme se, že nižší dávka pioglitazonu bude mít také protizánětlivé účinky bez potenciálních nežádoucích účinků zvýšení tělesné hmotnosti.

Abychom prozkoumali účinek nízké dávky pioglitazonu (15 mg/den) na TIMP-3 a TACE u pioglitazonem zprostředkovaných zlepšení inzulinové senzitivity a endoteliálních funkcí, navrhujeme studovat subjekty s diabetes mellitus 2. typu (T2DM), které se zúčastní následujících studií (i) OGTT; (ii) DXA pro obsah tělesného tuku, (iii) euglykemická hyperinzulinemická svorka, (iv) biopsie kosterního svalstva.

Tato studie bude zkoumat účinek pioglitazonu na (1) aktivitu substrátu TIMP a TACE v kosterním svalu a jejich vztah k citlivosti na inzulín a adipocytokin-rezistinu, TNF-α a visfatinu; (2) markery zánětu a aterosklerózy- C-reaktivní protein, VCAM-1, ICAM-1, endotelin 1, E-selektin, P-selektin, TNFrecI, TNFrecII, IL-6 rec. Patnáct subjektů dostane placebo a 15 bude dostávat pioglitazon.

Studovat design.

Dvojitě slepý, placebem kontrolovaný paralelní design.

KONCOVÉ BODY

PRIMÁRNÍ: Snížení exprese genů TIMP-3 a TACE a aktivity substrátu TACE v kosterním svalstvu a tukové tkáni.

SEKUNDÁRNÍ: Zlepšení: (1) citlivosti kosterního svalu na inzulín, (2) plazmatických FFA (volných mastných kyselin) a hladin lipidů (3) snížení koncentrací VCAM a ICAM.

VÝZKUMNÝ PLÁN - EXPERIMENTÁLNÍ PROTOKOL Subjekty - Plánujeme studovat subjekty s T2DM (BMI 30-40 Kg/m2, věk=18-70 let, HbA1c <10%); z nichž stejný počet subjektů v každé skupině dostane placebo/studovaný lék. S tímto designem studie budeme schopni rozlišit účinky pioglitazonu na aktivitu substrátu TIMP3 a TACE a genovou expresi u pacientů s T2DM a nediabetických subjektů s metabolickým syndromem. Subjekty v obou větvích studie (placebo a studovaný lék) budou odpovídat věku, BMI a HbA1c a účinky pioglitazonu u těchto subjektů budou nezávislé na účinku léku na snížení hladiny glukózy. Vyloučeni budou diabetici, kteří dříve dostávali inzulín nebo kteří užívají thiazolidindion. Budou studováni pouze diabetici, kteří nemají jiné závažné orgánové onemocnění. Budou studováni pouze jedinci, jejichž tělesná hmotnost je stabilní po dobu alespoň tří měsíců a kteří se neúčastní namáhavého cvičení.

Před zahájením léčby pioglitazonem se všechny subjekty zúčastní následujících studií:

(i) Kvalifikační návštěva: Bude provedeno fyzikální vyšetření, anamnéza, sledování EKG, kompletní krevní obraz, SMA 24 a lipidový profil. Rovněž hladiny celkového/HDL/LDL cholesterolu v plazmě, triglyceridů a markerů aterosklerózy a zánětu (CRP: C-reaktivní protein) a hyperkoagulability (inhibitor aktivátoru plazminogenu -1), adiponektinu, TNF-α a HbA1c nalačno budou nalačno. měřeno v tento den.

(ii) OGTT (75 gramů) pro hodnocení celkové glukózové tolerance a sekrece inzulínu. Biopsie m. vastus lateralis bude provedena 30 minut před začátkem OGTT.

(iii) Měření netukové tělesné hmoty a hmoty bez tuku pomocí skenu duální energetické rentgenové absorpciometrie (DXA).

(iv) Reaktivita brachiální arterie s postischemickým průtokem zprostředkovanou vazodilatací a reakcí na sublingvální nitroglycerin bude provedena ve stejný den, kdy je provedena DXA.

Po dokončení výše uvedených studií budou subjekty náhodně rozděleny tak, aby dostávaly buď placebo nebo pioglitazon v dávce 15 mg denně po dobu 24 týdnů. Subjekty obdrží dietní poradenství před zahájením léčby pioglitazonem a budou požádáni, aby během studie konzumovali standardní ADA, dietu udržující váhu. Pacienti budou sledováni každé 2 týdny. Při každé následné návštěvě bude stanovena prozatímní anamnéza, krevní tlak, puls, hmotnost a koncentrace glukózy v plazmě nalačno. Každé 4 týdny bude měřena aktivita substrátu TIMP a TACE, adiponektin, visfatin, C-reaktivní protein (CRP) a markery zánětu a aterosklerózy (VCAM-1, ICAM-1, endotelin 1, E-selektin, P-selektin). Kromě toho budeme každý měsíc měřit HbA1c, plazmatické lipidy a jaterní testy. Po 24 týdnech léčby pioglitazonem bude všem subjektům opakováno: (i) měření tuku a svalové hmoty pomocí DXA, (ii) OGTT, (iii) biopsie vastus lateralis.

Celková délka studie od zahájení léčby pioglitazonem/placebem bude 26–30 týdnů. Základní studie budou prováděny po dobu 1 až 4 týdnů. Opakované studie budou provedeny během posledních 24-30 týdnů léčby pioglitazonem.

Metody OGTT A PERKUTÁNNÍ BIOPSY KOSTELNÍHO SVALU

Všichni jedinci budou přijati do Všeobecného klinického výzkumného centra (GCRC) v South Texas Veterans Healthcare System, Audie Murphy Division, San Antonio, Texas v den studie mezi 6:45 a 8:00. Subjektům nebude dovoleno nic jíst ani pít po 22:00 předchozího večera, dokud není studie dokončena. Přibližně v 7:30 přijmou subjekty 75 gramů glukózy. Vzorky plazmy pro koncentrace glukózy, inzulínu a C-peptidu budou odebírány v -30, -15 a 0 minutách a poté každých 15 minut po dobu dvou hodin. 30 minut před začátkem OGTT bude provedena svalová biopsie m. vastus lateralis. Po injekci xylokainu se provede 5 mm řez 10-15 cm nad čéškou a jehla pro biopsii se zavede do svalu. Jehla se připojí k odsávání a získá se přibližně 200 mg svalové tkáně. Všechny svalové biopsie budou uloženy v kapalném dusíku do 15 sekund, dokud nebudou zpracovány pro specifické testy.

Z OGTT budeme schopni odvodit velmi spolehlivý odhad sekrece inzulínu i citlivosti na inzulín výpočtem indexu „MATSUDA“ a také indexu OGIS (Oral Glucose Insulin Sensitivity). Opakovaně bylo prokázáno, že tyto indexy extrémně dobře korelují s výsledky získanými euglykemickou svorkou.

O tři až sedm dní později bude obsah tělesného tuku stanoven DXA.

EUGLYKEMICKÁ HYPERINZULINEMICKÁ SVORKA:

V samostatný den budou subjekty mezi 6:45 a 8:00 přijaty do Všeobecného klinického výzkumného centra (GCRC) Zdravotního systému veteránů v Jižním Texasu, divize Audie Murphy, San Antonio, Texas, pro hyperinzulinemickou euglykémii (80 mU (mili-jednotka)/m2•min) svorka. Nepřetržitá nepřímá kalorimetrie (Deltatrac, Sensormedics, Anaheim, CA) bude prováděna po dobu 30 minut před začátkem inzulínové svorky a během 150-180 minutové periody inzulínové svorky pro výpočet rychlosti oxidace glukózy a lipidů. Po získání bazálních vzorků pro inzulin, C-peptid, je prvních 10 minut podána primární dávka inzulinu, po které následuje konstantní infuze. Po 5 minutách je podávána infuze proměnnou rychlostí glukózy, aby se hladina glukózy v plazmě udržela na ~100 mg/dl po dobu 180 minut.

Po dokončení výše uvedených studií budou všichni jedinci (diabetici, nediabetický metabolický syndrom) zahájena léčba pioglitazonem v dávce 15 mg denně a bude pokračovat po dobu 24 týdnů. Subjekty obdrží dietní poradenství před zahájením léčby pioglitazonem a budou požádáni, aby během studie konzumovali standardní ADA, dietu udržující váhu. Pacienti budou sledováni každé 2 týdny. Při každé následné návštěvě bude stanovena prozatímní anamnéza, krevní tlak, puls, hmotnost a koncentrace glukózy v plazmě nalačno. Každý měsíc budeme měřit HbA1c, plazmatické lipidy, jaterní funkční testy, adipocytokiny a zánětlivé markery, jak bylo popsáno dříve. Po 4 měsících léčby pioglitazonem budou subjekty opakovat: (i) měření tuku a svalové hmoty pomocí DXA, (ii) OGTT s biopsií vastus lateralis.