Podávání Desferalu ke zlepšení zhoršené reakce na hypoxii u diabetu (DESIRED)

Dosavadní stav techniky Komplikace diabetu představují hlavní problém moderní terapie diabetu a stalo se prioritou dále charakterizovat patofyziologické mechanismy těchto komplikací, aby byl zajištěn vývoj nových racionálních terapeutických strategií.

Ačkoli je dlouhodobé vystavení tkání hyperglykémii primárním příčinným faktorem chronických komplikací diabetu, v poslední době se stále více ukazuje, že hypoxie také hraje důležitou roli u všech komplikací diabetu. Nízká tkáňová koncentrace kyslíku u diabetu je důsledkem několika mechanismů (např. nedostatečný přívod krve sekundárně k mikro- a makrovaskulárnímu onemocnění, špatná lokální difúze kyslíku sekundárně k lokálnímu otoku nebo v důsledku zvýšené spotřeby kyslíku).

Adaptivní reakce buněk na hypoxii jsou zprostředkovány hypoxií indukovatelným faktorem 1 (HIF), což je heterodimerní transkripční faktor, složený ze dvou podjednotek (alfa a beta podjednotky), obě konstitutivně exprimované v savčích buňkách. V normoxii je HIF-1α kontinuálně degradován systémem ubikvitin-proteazom v důsledku kyslíkově závislé hydroxylace dvou klíčových prolinových zbytků katalyzovaných skupinou enzymů nazývaných prolyl-hydroxylázy (PHD). Při hypoxii, kdy je degradační dráha potlačena a HIF-1α je stabilizován, se translokuje v jádře, kde indukuje více než 800 genů, které jsou

podílí se na angiogenezi, glykolytickém energetickém metabolismu, buněčné proliferaci a přežití, což umožňuje buňkám přizpůsobit se snížené dostupnosti kyslíku. HIF-1 je centrální pro expresi několika angiogenních růstových faktorů (např. jako vaskulární endoteliální růstový faktor (VEGF), erytropoetin (EPO) a faktor-1a odvozený ze stromálních buněk (SDF-1a) a pro získávání endoteliálních progenitorových buněk (EPC). Nedávno bylo navrženo, že mikroRNA (např. mir210) také zprostředkovávají část funkcí HIF-1.

PHD, které řídí stabilitu a funkci HIF 1α, jsou enzymy závislé na Fe2+ a/nebo O2 a jejich aktivita by mohla být inhibována vyčerpáním železa. Deferoxamin (DFO), který je chelátorem železa, proto indukuje akumulaci HIF-1α a geny odezvy na hypoxii v normoxii in vitro i in vivo a je schopen obnovit potlačenou adaptační reakci na hypoxii na různých zvířecích modelech diabetu. DFO se klinicky používá po desetiletí pro léčbu nadměrného ukládání železa sekundárního k různým patologickým stavům (talasémie, myeloskleróza atd.) a byl používán jako farmakologický nástroj k indukci HIF závislých reakcí.

V posledním desetiletí se shromáždilo několik důkazů, které poukazují na to, že u diabetu existuje defektní buněčná odpověď na hypoxii. Zhoršená hypoxická odpověď je přítomna ve všech tkáních, u kterých se vyvíjejí komplikace jak u zvířecích modelů diabetu, tak u pacientů s diabetem v důsledku defektní HIF signalizace. Jde o přímý účinek hyperglykémie, který přímo potlačuje stabilitu a funkci HIF na více úrovních.

Nedávno popsaná narušená reakce na hypoxii u diabetu má potenciálně důležité důsledky při akutních hypoxických výzvách, jako je akutní srdeční infarkt, mrtvice, ischemie končetin (o kterých je známo, že má horší prognózu u diabetu), ale také v jemné regulaci kardiovaskulárního a dýchacího systému v důsledku autonomní neuropatie s potenciálním závažným prognostickým účinkem na pozdní kardiovaskulární příhody. Různé studie se zabývaly kardiovaskulárními odpověďmi na intermitentní hypoxii (IH) ve srovnání s expozicí normoxii u pacientů s diabetem. Za účelem stanovení vhodnosti kardiovaskulární reakce na hypoxii u diabetu byly nedávno zkoumány kardiorespirační a angiogenetické reakce na IH u pacientů s diabetem ve srovnání s odpovídajícími nediabetickými kontrolními subjekty (číslo etického schválení HYKRAND 2015/1182-31/4) . Předběžné výsledky (nepublikované) ukázaly několik defektů v akutní i opožděné reakci pacientů s diabetem ve srovnání s kontrolami. Senzitivita baroreflexu (BRS), která je markerem kardiovaskulárního rizika a prognózy přežití po kardiovaskulárních příhodách, byla u pacientů s diabetem po IH ve srovnání s nediabetiky snížena. Jak počet endoteliálních prekurzorových buněk (EPC), tak hladiny jejich hlavního stimulátoru stromalového faktoru (SDF-1α) byly sníženy v reakci na IH u diabetiků ve srovnání s nediabetickými subjekty, což potvrzuje horší schopnost opravit ischemické léze u diabetu.

Zde navrhovaný projekt zkoumá potenciál DFO (o kterém je známo, že zlepšuje hypoxickou signalizaci závislou na HIF) zvrátit zhoršenou kardiorespirační a angiogenetickou odpověď u diabetických pacientů.

Design výzkumu. Jde o zaslepenou randomizovanou zkříženou studii, která zkoumá účinnost DFO (50 mg/kg) oproti izotonickému fyziologickému roztoku podávanému i.v před intermitentní hypoxií (IH) ke zlepšení kardiorespirační a angiogenetické odpovědi u pacientů s diabetem. IH se bude skládat z pěti hypoxických period (13% O2 ​​inspirovaná frakce kyslíku), z nichž každá bude trvat 6 minut, s pěti normoxickými intervaly stejné délky (jak je použito ve studii HYKRAND) u 30 pacientů s diabetem 1. typu bez klinických známek jakékoli komplikace. Studie bude provedena po dobu 4 dnů s minimálně 2měsíčním odstupem mezi 2 vstupy, aby se zajistilo dostatečné vymytí a obnovily usazeniny železa.

Metody Návrh studie Toto je randomizovaná, dvojitě zaslepená studie prováděná u pacientů s diabetem 1. typu bez chronických komplikací.

Pacienti budou randomizováni (blokovou randomizací) (httpps://www.sealedenvelope.com/ simple-randomiser/v1/lists) na (A) léčbu Desferalem (DFO) nebo (B) léčbu izotonickým fyziologickým roztokem.

Pacienti i personál budou zaslepeni vůči ošetřované skupině pacienta.

Subjektům bude doporučeno, aby se před testováním zdržely kofeinových nápojů po dobu 12 hodin a alkoholu po dobu 36 hodin

Den 1: Ráno budou odebírány základní krevní vzorky a poté pacienti dostanou Desferal (50 mg/kg)/fyziologický roztok s.c. během 6 hodin. Během poslední hodiny infuze budou subjekty vystaveny intermitentní hypoxii (IH). Vzorky krve a kardiovaskulární a respirační (CR) měření se provedou (jak je podrobně uvedeno níže) bezprostředně před a v několika časových bodech po IH.

2. den: Vzorky krve budou odebírány ráno. Expozice IH sestává z pěti hypoxických period (13% inspirovaná frakce kyslíku O2), z nichž každá trvá 6 minut, s pěti normoxickými intervaly stejné délky (celkem 1 hodina).

Den 1: Průběžně se měří krevní tlak, srdeční frekvence a saturace arteriálního kyslíku. V případě poklesu saturace kyslíkem o 80 % nebo výskytu příznaků se hypoxie přeruší, dokud hladina kyslíku nedosáhne alespoň 80 %. Technik reguluje a kontroluje dechové periody pod dohledem lékaře tak, aby pacient nemohl zásah pozorovat. Poté budou provedena tři měření: bezprostředně po (t2), po 3 hodinách (t3) a po 6 hodinách (t4). Po t2 dostal každý pacient individuální jídlo podle dietních požadavků.

Kardiovaskulární a respirační vyšetření.

Stanovení citlivosti baroreflexu. Všichni pacienti budou testováni v poloze na zádech v tiché místnosti při příjemné teplotě. Než budou účastníci připojeni k okruhu pro opětovné dýchání přes náustek s antibakteriálním filtrem, provede se spontánní dýchání pokojového vzduchu po dobu 4 minut, aby se získala základní data.

Během každé podmínky bude prováděno kontinuální měření saturace kyslíkem (SaO2) pulzním oxymetrem a end-tidal CO2 (CO2-et) pomocí kapnografu připojeného k náustku. Záznamy elektrokardiogramu budou prováděny hrudními svody a kontinuální neinvazivní krevní tlak bude zaznamenáván manžetovou metodou. Dva pásy (umístěné kolem hrudníku a břicha) budou monitorovat dýchací pohyby hrudníku. Pneumutachograf bude připojen k diferenciálnímu tlakovému převodníku a vložen do série k výdechové složce systému pro opětovné dýchání, aby se změřil průtok v dýchacích cestách.

Baroreflexní citlivost (BRS) bude měřena během spontánního dýchání při každém měření. Protože předchozí studie neprokázaly lepší výkon jedné metody oproti ostatním, průměr sedmi různých metod: pozitivní a negativní sekvence, a-koeficient v nízkofrekvenčních a vysokofrekvenčních pásmech a jeho průměr, technika přenosové funkce, a vypočítá se poměr SDs R-R intervalu a variability systolického krevního tlaku. Kromě BRS byl pro stanovení globálního indexu variability srdeční frekvence aplikován SD intervalu R-R (SDNN). Tento výběr se provádí na základě skutečnosti, že normální rozdělení je výraznější v této proměnné ve srovnání s jinými indexy variability (např. rozptyl).

Hypoxická ventilační odpověď (HVR) a hyperkapnická ventilační odpověď (HCVR) budou hodnoceny za účelem stanovení aktivity dýchacího systému.

Kardiovaskulární autonomní funkce bude stanovena pomocí čtyř testů podle současných doporučení: hluboké dýchání, poměr 30:15, Valsalvův manévr a reakce systolického krevního tlaku na postavení. Kardiovaskulární autonomní neuropatie bude definována jako "přítomnost dvou nebo více abnormálních testů".

Baroreflexní citlivost (BRS) bude hodnocena před (t1), bezprostředně po (t2), 3 h (t3) a 6 h (t4) po IH.

Angiogenetický potenciál bude hodnocen ve stejných koncových bodech a po 24 hodinách (den N3) měřením relevantních cytokinů v séru, které jsou genovými cíli pro HIF-1 (tj. Vaskulární endoteliální růstový faktor (AVEGFA), stromální buňka derivovaný faktor 1a (SDF-1a), erytropoetin atd.). Přímá odezva HIF signalizace bude hodnocena sérovými hladinami mir210, které jsou výhradně regulovány HIF.

Odpověď EPC bude vyhodnocena ve stejných časových bodech analýzou fluorescenčně aktivovaného třídění buněk (FACS) počtu antigenů hematopoetických progenitorových buněk (CD34+)/antigenu CD133/receptoru inzertní domény kinázy (KDR+)