Die physiologischen Wirkungen der humanen Ether-a-go-go-Related Gene (hERG)-Blockade auf den Stoffwechsel

Hintergrund und Bedeutung:

Das humane Ether-a-go-go-related Gen (HERG) kodiert Kv11.1 spannungsgesteuerte Kaliumkanäle in verschiedenen Teilen des menschlichen Körpers, einschließlich Herz, Bauchspeicheldrüse und Darm. Kaliumkanäle sind wichtig, um die Depolarisation zu beenden, indem sie eine Repolarisation in Zellen verursachen.

Daher haben verschiedene Mutationen in HERG Auswirkungen auf Herz- und Stoffwechselfunktionen. Ein bekanntes Beispiel im Fall von Loss-of-Function-Mutationen in HERG ist ein reduzierter Kaliumausfluss während der Repolarisation des Herzens, was zu einem verlängerten QT-Intervall führt, das zu ventrikulärer Tachykardie, kardialer Synkope und plötzlichem Herztod führen kann – bekannt als der Long-QT-Syndrom (LQTS) (1, 2). Durch HERG-Mutationen verursachtes LQTS ist die zweithäufigste Art von LQTS (1).

In Bezug auf den Stoffwechsel hat sich gezeigt, dass die Blockade von Kv11.1 die glukoseabhängige Insulinsekretion (3-5) erhöht und die durch niedrige Glukose stimulierte Glukagonsekretion (4) in isolierten β- und α-Zellen verringert und die Insulinsekretion erhöht und den Blutzuckerspiegel senkt lebende Mäuse (3).

Eine Studie mit 11 Patienten mit LQTS, die durch HERG-Mutationen verursacht wurden, zeigte, dass die Mutationsträger während eines 6-stündigen OGTT erhöhte Spiegel von Insulin, GLP-1 und Magen-Inhibitor-Polypeptid (GIP), verringerte Glukosespiegel und niedrigere Nüchternspiegel von Glucagon aufwiesen im Vergleich zu gematchten Kontrollpersonen(6).

In dieser Studie wollen die Forscher die Auswirkungen der Kv11.1-Blockade auf die Inkretin- und Insulinsekretion und den Blutzuckerspiegel nach oraler Glukoseaufnahme beim Menschen untersuchen.

Forschungsfrage Studienhypothese Die Forscher dieser Studie nehmen an, dass die Kv11.1-Blockade die metabolische Reaktion von Seruminsulin und GLP-1 (AUC/30 min) auf einen 6-stündigen oralen 75-g-Glukosetoleranztest (OGTT) bei gesunden Personen erhöht .

Ziel Zur Überprüfung der Hypothese wollen die Forscher dieser Studie die metabolischen Reaktionen von bis zu 40 gesunden Probanden auf einen 6-stündigen 75-g-oGTT untersuchen. Die Testpersonen dienen als ihre eigenen Kontrollen in einer doppelblinden Crossover-Studie, in der sie sich zwei 6-stündigen OGTTs unterziehen, die durch eine 3-wöchige Auswaschphase getrennt sind. Während eines OGTT haben sie Moxifloxacin (800 mg/Tag) erhalten, das ein bekannter Blocker des Kv11.1-Kanals ist, und während des anderen OGTT haben sie Placebo erhalten. Vor und nach dem Test tragen die Probanden ein kontinuierliches Glukosemessgerät (CGM) und füllen am Tag des Tests einen Glukosefragebogen aus.

Moxifloxacin wird ausschließlich verwendet, um eine bekannte und für das Medikament gut dokumentierte Wirkung hervorzurufen, nämlich die Blockade des Kv11.1-Kanals.

Studiendesign:

Eine randomisierte, kontrollierte, doppelblinde Crossover-Studie mit bis zu 40 gesunden Teilnehmern, die als ihre eigenen Kontrollpersonen dienen. Das Studiendesign ist in Abbildung 1 dargestellt.

Vorführungsbesuch (V0): Beim Vorführungsbesuch werden die Teilnehmer:

• Sie werden untersucht, um ihre Eignung zu beurteilen (Anamnese, Gewichts-/Größenmessungen und 12-Kanal-Elektrokardiographie (EKG)). Wenn für geeignet befunden:
• Lassen Sie sich 4 Tage vor dem Testbesuch 1 (V1) für bis zu 7 Tage einen CGM-Monitor anlegen.

• Von einer qualifizierten, nicht verblindeten Person der Abteilung für Biomedizinische Wissenschaften der Universität Kopenhagen entweder in Gruppe A oder B randomisiert werden:

  • Gruppe A erhält zuerst das aktive Medikament, von dem bekannt ist, dass es Kv11.1-blockierende Wirkungen hat (Moxifloxacin, 800 mg/Tag), 3 Tage vor Testvisite 1 und dann – nach einer 3-wöchigen Auswaschphase – vor dem Test ein Placebo-Medikament Besuch 2.
  • Gruppe B erhält zunächst das Placebo-Medikament 3 Tage vor Testbesuch 1 und dann – nach einer 3-wöchigen Auswaschphase – das aktive Medikament vor Testbesuch 2. Erhalten Sie das Medikament für Testbesuch 1 (Kv11.1-Blocker oder Placebo) und angewiesen werden, das Medikament jeden Morgen um 6:00 Uhr 3 Tage vor und am selben Morgen wie der Testbesuch (V1) oral zu verabreichen. Die unverblindete Person stellt sicher, dass die Teilnehmer das richtige Medikament erhalten.

Testbesuch 1 (V1): Die Teilnehmer treffen sich nüchtern seit 22.00 Uhr am Vorabend um 8.00 Uhr am Department for Biomedical Sciences, University of Copenhagen.

• Die Teilnehmer geben eine Urin- und Kotprobe ab.
• Es wird ein 6-stündiger oraler Glukosetoleranztest (OGTT) mit 75 g durchgeführt. Zerkleinertes Paracetamol, 1 g, wird der Glucosemischung zugesetzt. Blutproben und EKGs werden gemeinsam entnommen und gesammelt. Blutproben von 8 ml werden um -20, -10, -0 Minuten vor und um 8, 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 135, 150, 180, 210, 240, 270 abgenommen , 300, 330 und 360 Minuten nach der Glukoseaufnahme. Alle Blutproben werden auf Hormone, Glukose, Elektrolyte, Plasmaparacetamol, Proteomik und Metabolomik analysiert und aus der 20-minütigen Probe wird DNA-Material extrahiert und für die Genomanalyse (keine umfassende Genomsequenzierung) verwendet. Die Proben werden auf Mutationen in Genen getestet, die mit dem Glukosestoffwechsel im Zusammenhang mit Fettleibigkeit, Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung stehen. HbA1c und Lipide werden gemessen.
• Glukose-Fragebögen. Auswaschphase: Es wird eine Auswaschphase von 3 Wochen geben.
• Die Teilnehmer werden 4 Tage vor dem Testbesuch 2 (V2) für bis zu 7 Tage kommen und einen CGM-Monitor platzieren lassen
• Die Teilnehmer erhalten das Medikament (Kv11.1-Blocker oder Placebo) und beginnen mit der oralen Verabreichung des Medikaments jeden Morgen zur gleichen Zeit3 Tage vor und am selben Morgen wie der Testbesuch 2.

Testbesuch 2 (V2): Gleiche Untersuchungen wie für Besuch 1 beschrieben.

Kriterien, wann Tests durchgeführt werden können:

• Die Teilnehmer müssen die Studienmedikation 3 Tage vor und am selben Morgen wie die Testbesuche zur gleichen Zeit oral verabreicht bekommen haben.
• Die Teilnehmer müssen ab 10 Stunden vor Testbesuchen nüchtern sein. Dazu gehören Lebensmittel, Flüssigkeiten, Rauchen, Alkohol und Medikamente (außer Kv11.1-Blocker und eine kleine Menge Wasser, die für die Verabreichung hiervon verwendet werden).
• Die Teilnehmer dürfen am Vortag sowie am selben Morgen des Testbesuchs keine Übungen durchführen.
• Die Teilnehmer dürfen 24 Stunden vor den Testbesuchen kein Paracetamol einnehmen. Entblindung: Die Randomisierungsliste wird vor Ort am Department of Biomedical Sciences der Universität Kopenhagen aufbewahrt. Die Probandennummer des Studienteilnehmers wird mit der Liste abgeglichen, die angibt, welcher Gruppe der Teilnehmer randomisiert zugeteilt wird. Die entblindete Person führt die Entblindung der Studienteilnehmer nach dem letzten Patientenbesuch durch.

Daten Datenverwaltung: Der Proband und das von dem Probanden gewonnene biologische Material werden durch die Probandennummer und die Identifikationsnummer der Studie identifiziert. Geeignete Maßnahmen wie Verschlüsselung oder Löschung werden durchgesetzt, um die Identität von Personen in allen Präsentationen und Veröffentlichungen gemäß den nationalen Anforderungen zu schützen. Labordaten werden von dem Labor, das klinische Analysen durchführt, elektronisch übertragen und auf gesicherten Festplatten mit Backup-Optionen archiviert. Die elektronischen Daten werden als Quelldaten betrachtet. In Fällen, in denen Labordaten über unsichere elektronische Netze übertragen werden, werden die Daten während der Übertragung verschlüsselt. Daten werden 20 Jahre gespeichert.

Quelldaten: Quelldokumente werden am Department of Biomedical Sciences der Universität Kopenhagen aufbewahrt. Direkt im Case Report Form (CRF) registrierte Quelldaten umfassen Anamnese, Gewichts- und Größenmessungen, EKG.

Auswertbarkeit für Analysefächer: Zurückgezogene Fächer werden ersetzt. Ein erneutes Screening ist innerhalb des Rekrutierungszeitraums nach Ermessen des Ermittlers zulässig.

Statistische Überlegungen Datenanalyseplan: Um zu untersuchen, ob die Kv11.1-Blockade die nüchternen und glukosestimulierten Werte von Seruminsulin und Plasmaglukagon, GLP-1, Kalium und GIP-Konzentrationen signifikant beeinflusst, wird eine ANOVA unter Verwendung von Alter und Geschlecht als Kovariate, Randomisierung durchgeführt Gruppe als unabhängige Variable und AUC-Veränderung von Serum-Insulin und Plasma-Glukagon, GLP-1-, Kalium- und GIP-Konzentrationen als abhängige Variablen, um zu untersuchen, ob mittlere Unterschiede bei den Studienteilnehmern nach Einnahme von Kv11.1-Blocker und ohne Kv11.1-Blocker bestehen.