Digoxin a senolýza u srdečního selhání a diabetes mellitus

Diabetes mellitus 2. typu a pokročilé srdeční selhání: smrtelná kombinace. T2DM je progresivní onemocnění, které postihuje více než 400 milionů lidí na celém světě, počet dosáhne 600 milionů do roku 2035. Globálně T2DM způsobuje jedno kardiovaskulární úmrtí každých 12 sekund a představuje 8,4 % všech úmrtí u lidí ve věku 20-79 let. Častým kardiovaskulárním následkem T2DM je chronické srdeční selhání (CHF) v důsledku snížené ejekční frakce levé komory (HFrEF). Navzdory „moderním“ terapiím 1 ze 7 pacientů s kombinací T2DM a HFrEF zemře nebo bude přijat do nemocnice do 2 let. Více než 30 % pacientů s HFrEF trpí T2DM, přičemž incidence T2DM stoupá na polovinu u pacientů hospitalizovaných pro srdeční selhání.

Bylo navrženo několik mechanismů k vysvětlení zvýšeného výskytu HFrEF u pacientů s T2DM, včetně hypertrofického vlivu inzulínu, nepříznivých účinků hyperglykémie, zvýšeného oxidačního stresu a neurohumorální aktivace. V poslední době je stále větší pozornost věnována inzulinové rezistenci jako hnací síle HFrEF. Odolnost vůči inzulínu zprostředkovanému vychytávání glukózy v jejích kanonických cílových tkáních (játra, svaly a tuk) je dobře zavedena jako kritická porucha přispívající k progresi T2DM, a v důsledku toho se její zvrácení nebo překonání stalo dobře přijímaným léčebným prostředkem. paradigma.

Studie švédských jedinců zjistila, že inzulinová rezistence předpovídá vývoj HFrEF nezávisle na zjištěných rizikových faktorech. V jiné studii byly plazmatické hladiny proinzulinu (marker inzulinové rezistence) vyšší u lidí, u kterých se vyvinul HFrEF 20 let před diagnózou. Také se hromadí důkazy o tom, že HFrEF zvyšuje riziko rozvoje T2DM a řídí jeho progresi, přičemž mezi nimi je silnější vztah u pacientů se závažnějším HFrEF. Výzkumníci prokázali, že škodlivý účinek T2DM na výsledky HFrEF je podobný u pacientů s ischemickou etiologií i bez ní, což podporuje hypotézu, že metabolická dysfunkce může alespoň částečně řídit progresi HFrEF u pacientů s další zátěží T2DM. Tyto studie zvyšují možnost začarovaného kruhu, kdy HFrEF indukuje metabolickou dysfunkci, která zase urychluje srdeční dysfunkci.

Senescence mikrovaskulárních endoteliálních buněk subkutánní tukové tkáně u pacientů s diabetes mellitus 2. typu a HFrEF. Subkutánní tuková tkáň (SAT) je největší zásobárnou AT u lidí a nejdůležitější z hlediska svého příspěvku k homeostáze glukózy a lipidů. Důkazy z rozsáhlých lidských genetických, klinických a preklinických studií podporují hypotézu, že u obézních lidí rezistentních na inzulín je dysfunkční SAT méně účinný při vychytávání glukózy a ukládání lipidů, což v důsledku vede ke zhoršené glukózové toleranci a ukládání lipidů v nemocných tkáních. -vybaveni se s touto výzvou vypořádat. Zatímco Shimizu et. al. ukázaly, že dysfunkce AT u myších modelů je mechanicky spojena s vývojem a progresí HFrEF, o funkci SAT u lidí s HFrEF je známo velmi málo. Vyšetřovatelé provedli podrobné vyšetření SAT u lidí s HFrEF s a bez T2DM. SAT od pacientů s HFrEF a T2DM (navzdory podobnému indexu tělesné hmotnosti jako u pacientů bez T2DM) měl větší adipocyty, zvýšenou fibrózu a snížený vaskulární klíček in vitro. Tuto práci dále prokázali, že SAT MVEC zvýšila produkci superoxidu volných radikálů a snížila míru zdvojnásobení populace. Stimulováni těmito zjištěními, která vyvolala zajímavou možnost, že SAT MVEC může přijímat senescentní fenotyp, vyšetřovatelé kvantifikovali charakteristické znaky buněčného stárnutí. SAT MVEC od pacientů s HFrEF a T2DM měl: 1) Sníženou proliferaci v testu EdU, což je citlivá metoda pro detekci proliferace v živých savčích buňkách; 2) zvýšená exprese p-galaktosidázy spojené se stárnutím; 3) Snížená tvorba mitochondriálního ATP. Nezbytnou podmínkou senescentních buněk je sekrece komplexní kombinace faktorů souhrnně označovaných jako sekreční fenotyp spojený se stárnutím (SASP). Aby to bylo možné posoudit, výzkumníci odebrali upravená média z MVEC a pomocí cytokinového multiplexního testu prokázali vyšší koncentrace IL-6 ve srovnání s celkovým buněčným proteinem (3,4 [0,8] vs. 1,6 [0,4]; P<0,05) v kondicionovaném médiu MVEC od pacientů s HFrEF a T2DM oproti HFrEF bez T2DM.

Senescentní MVEC komunikuje prostřednictvím SASP se zdravými adipocyty, aby navodil prozánětlivý fenotyp. Předpokládá se, že prostřednictvím SASP senescentní buňky indukují zánětlivý stav, který může vyvolat lokální poškození tkáně vedoucí k trvalému, sebeposilujícímu, zánětlivému mikroprostředí. Většina důkazů prokazujících zhoubnou komunikaci buňka-buňka usnadněná SASP byla vytvořena pomocí zvířecích modelů. Například geneticky indukovaná EC specifická senescence u myší vede k adipocytové a celotělové inzulínové rezistenci. Vyšetřovatelé vyvinuli systém společné kultury, který jim umožní zkoumat komunikaci mezi lidskými SAT MVEC a adipocyty. Když byly MVEC od pacientů s HFrEF a T2DM kokultivovány se zdravými lidskými subkutánními adipocyty, IL-6 mRNA a protein byly zvýšeny a vychytávání glukózy se snížilo ve srovnání s adipocyty kultivovanými s MVEC od pacientů s HFrEF bez T2DM. IL-6 je komplexní pleiotropní cytokin s mnoha účinky, které mohou ovlivnit homeostázu glukózy. V souladu s tím má IL-6 negativní účinek na vychytávání glukózy adipocyty. Předpokládá se, že až 35 % cirkulujícího IL-6 pochází z AT. S ohledem na to výzkumníci měřili sérovou koncentraci IL-6 u pacientů s HFrEF a T2DM a zjistili, že je významně vyšší ve srovnání s pacienty se samotným HFrEF (HF 3,9 pg/ml [0,5] c.f. HFDM 8,1 pg/ml [1,2]; P<0,01). Tato data demonstrují možnost škodlivého signálního okruhu mezi senescentními MVEC a SAT adipocyty, což může zase přispívat k systémové metabolické dysregulaci.

Senolytika. Léky zacílené na škodlivý účinek senescentních buněk lze široce popsat jako: i) senomorfní činidla, která se zaměřují na patologickou signalizaci SASP a ii) senolytická činidla, která specificky eliminují senescentní buňky. První publikovaná studie senolytických látek u lidí zkoumala účinek dasatinibu plus kvercetinu u pacientů s idiopatickou plicní fibrózou a prokázala, že přípravek dasatinib plus kvercetin zlepšil řadu markerů fyzické výkonnosti u pacientů s touto poruchou. Nedávno Hickson et. al. ukázaly, že 11 dní po krátké kúře dasatinibu plus quercetinu u jedinců s pokročilým T2DM byla senescentní buněčná zátěž v SAT snížena s úměrným příznivým účinkem na SASP.

Digoxinem indukovaná senolýza: nová role starého léku. Nedávné zprávy zvyšují zajímavou možnost, že srdeční glykosid digoxin může mít senolytické účinky. V souladu s tím digoxin snížil β-galaktosidázu, zvýšil proliferaci a snížil sekreci IL-6 o >15 %. V SAT MVEC od pacientů s HFrEF a T2DM. Když byly SAT MVEC od pacientů s HFrEF a T2DM předléčených digoxinem kokultivovány se zdravými subkutánními adipocyty, bylo dosaženo normální hladiny vychytávání glukózy.

Klinické studie digoxinu u pacientů s HFrEF. Je dobře známo, že digoxin bezpečně zlepšuje hemodynamiku, symptomy a škodlivý neurohumorální profil pacientů s pokročilou HFrEF. Ve studii DIG digoxin bezpečně snižoval riziko úmrtí na srdeční selhání a hospitalizace při sérových koncentracích mezi 0,5-0,9 ng/ml což je obvykle dosaženo denní dávkou 125 mcg. Studie RADIANCE, která porovnávala pokračující léčbu digoxinem s jeho vysazením ze základní terapie ACEI a smyčkových diuretik, ukázala zvýšené riziko srdečního selhání do 14 dnů u těch, kterým byl digoxin vysazen. Studie DIG měla omezená biochemická vyšetření a nezahrnovala HbA1c nebo glukózu nalačno/bez lačnění, ale nedávná analýza podskupin ukázala údaje podporující bezpečnost digoxinu u pacientů s HFrEF a klinickou diagnózu diabetu jako takového. Navzdory těmto údajům užívání digoxinu v posledních 2 desetiletích podstatně pokleslo; kdysi předepisován 80 % pacientů s HFrEF, nyní jej užívá méně než 40 % pacientů. Údaje výzkumníků zvyšují zajímavou možnost, že digoxin může být použit jako senolytické činidlo k normalizaci dysfunkce SAT u pacientů s pokročilým HFrEF a T2DM.

Hypotéza: Digoxin podávaný pacientům s HFrEF a T2DM snižuje stárnutí mikrovaskulárních endoteliálních buněk a zlepšuje funkci podkožní tukové tkáně.

Základní cíle:

1. Zkoumat vliv digoxinu na SAT senescentní zátěž MVEC u pacientů s HFrEF a T2DM.
2. Zkoumat účinek systémového digoxinu na fenotypové znaky SAT MVEC senescence a SAT dysfunkce.