Akute Belastung und NK-Zellregulation in Gewebe und Kreislauf nach IL-6R-Blockade

Ziele:

Hauptziel:

• Untersuchung des Zusammenhangs zwischen akutem Training, IL-6-Blockade und NK-Regulierung im Kreislauf.
• Unter Verwendung von Einzelzell-RNA-Sequenzierung sollte untersucht werden, ob belastungsaktivierte NK-Zellen einen einzigartigen Phänotyp aufweisen.

Sekundäre Ziele:

• Es sollte die Wirkung akuter Aerobic-Übungen auf die Anzahl und Aktivität von NK-Zellen im Kreislauf, Muskel- und Fettgewebe bei gesunden jungen Männern untersucht werden, um Übung indirekt als Mittel gegen Krebs zu untersuchen.
• Um die Kinetik der NK-Zell-Antwort zu beurteilen und, wenn möglich, chronologisch das Auftreten und den Verbleib der aktivierten NK-Zellen zu untersuchen.

Erkundungsziele

• Etablierung eines reproduzierbaren Protokolls zur Verfolgung verschiedener Immunzellen und ihrer Beteiligung an der akuten körperlichen Reaktion beim Menschen
• Untersuchung neuartiger Signalmoleküle, die während des Trainings aus dem Muskel freigesetzt werden, mit immunologischer Bedeutung.
• Es sollte die mögliche Rolle von belastungsinduziertem IL-6 auf subjektive Hunger- und Sättigungsgefühle nach körperlicher Betätigung und Nahrungsaufnahme untersucht werden. • Untersuchung der Wirkung der IL-6-Rezeptorblockade auf das Belastungsproteom und -metabolom unter Verwendung von Massenspektrometrie

Methoden:

30 gesunde, in der Freizeit aktive junge Männer werden in diese akute Belastungsstudie aufgenommen, in der die Kinetik und Regulation von NK-Zellen als Reaktion auf akute aerobe Belastung und IL-6R-Blockade oder Placebo untersucht werden.

Die Studie besteht aus 2 Besuchen. Bei der Aufnahme (Besuch 1) werden alle Probanden einer Bewertung unterzogen, die Folgendes umfasst: medizinisches Basisscreening (Auskultation, Blutdruck, EKG), Bestimmung der Körperzusammensetzung (DXA), kardiovaskuläre Fitness (VO2max) und Standard-Nüchtern-Blutbiochemie, die sofort analysiert werden. Visite 2 besteht aus einer Muskel- und Fettbiopsie aus dem dominanten Bein bzw. dem abdominalen subkutanen Fettdepot (beide unter Ruhebedingungen), die dann als Referenzgewebe für die weitere Gewebeanalyse dienen. Dann wird vor Beginn der IL-6R-Infusion ein 18 G antecubitaler peripherer venöser Zugang gesichert. 2 Stunden nach dem Infusionsverfahren werden die Probanden einem akuten Belastungsprotokoll unterzogen. Die Probanden werden dann durch einen hochintensiven akuten Aerobic-Übungskampf unter Verwendung eines Fahrradergometers herausgefordert. Blutproben werden vor der Infusion und dem Training, während des Trainings sowie unmittelbar, ½, 1, 1½ und 2 Stunden nach dem Training und bis 4 Stunden nach dem Training in der Unterstudie zur Appetitregulierung entnommen. Blutproben werden sofort auf Leukozytenzahl und -differenzierung sowie Plasmabiochemie analysiert. Darüber hinaus werden Blutproben zur Isolierung von NK-Zellen mit anschließender Einzelzell-RNA-Sequenzierung, Immunzellverteilung und Abtötungskapazität gegenüber Krebszellen verwendet. Darüber hinaus werden Plasmaproben entnommen und für die spätere Bestimmung von Cortisol, Prolaktin und zirkulierenden Zytokinen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf IL-6 und G-CSF, eingefroren. Schließlich werden in der Teilstudie Appetit Insulin, GLP-1 und freie Fettsäuren gemessen.

Gewebeproben werden 2 Stunden nach der Übung zur Optimierung der Genexpressionsanalyse entnommen. Sowohl Muskel- als auch Fettgewebeproben werden auf entzündliche und entzündungshemmende Marker, den NK-Zellgehalt und die Phänotypisierung dieser NK-Zellen unter Verwendung von Markern analysiert, die aus der Einzelzellsequenzierung gewonnen wurden, die an den im Blut befindlichen NK-Zellen durchgeführt wurde. Darüber hinaus wird die Infiltration von Immunzellen histologisch beurteilt. Alle Gewebeproben werden mit einer Bergström-Nadel unter sterilen Bedingungen während örtlicher Betäubung entnommen, um probenbedingte Beschwerden oder Infektionen zu minimieren.

Nach der Gewebeprobe wird eine Mahlzeit nach Belieben serviert, die Probanden können so viel essen, wie sie können, werden jedoch angewiesen, nicht zu viel zu konsumieren, da Essensreste mit nach Hause genommen werden können. Paracetamol (1,5 g) wird zur Magenentleerung gegeben.

Alle Teilnehmer werden die 2 Studienbesuche ungefähr zur gleichen Tageszeit (9.00 Uhr) absolvieren. Nach Abschluss der Studie wird das verbleibende Material in die CFAS-Biobank überführt.

Probanden: Die eingeschlossenen Probanden sind 30 in der Freizeit aktive, mäßig trainierte, gesunde junge Männer im Alter von 18 bis 40 Jahren. Ausschlusskriterien sind: kardiovaskuläre, rheumatologische und metabolische Erkrankungen, Leistungssport oder hoher aerober Trainingszustand. Chronischer Gebrauch von nichtsteroidalen Antirheumatika (NSAID) oder anderen Immunsuppressiva.

Intervention: Die Probanden werden randomisiert zu akuter körperlicher Betätigung mit (n = 15) oder ohne (n = 15) vorheriger IL-6R-Blockade. Die Übungsintervention besteht aus einem hochanstrengenden ≈45-Minuten-Intervall, basierend auf aeroben Übungen, die auf einem stationären Fahrradergometer durchgeführt werden. Nach einem anfänglichen 5-minütigen Aufwärmen bei 50-60 % der HFmax durchlaufen die Probanden sieben verbal angeregte 3-Minuten-Intervalle bei über 90 % der HFmax, unterbrochen von 3 Minuten Treten mit geringer Intensität. Blutproben werden vor, während sowie unmittelbar, ½, 1, 1½ und 2 Stunden nach dem Training zusammen mit Gewebeproben zum Zeitpunkt 2 Stunden entnommen.

Um die Appetitregulation zu beurteilen, werden 2 bis 4 Stunden nach dem Training weitere Blutproben entnommen.

Statistische Überlegungen: Basierend auf Daten aus unserer Pilotstudie erwarten wir eine ≈ 45 % geringere maximale NK-Zell-Mobilisierung in der IL6R-Inhibitionsgruppe im Vergleich zu CON und einen 29 %igen Unterschied im NK-Zell-Nadir mit den niedrigsten Werten, die in der IL6R-Inhibitionsgruppe erzielt wurden. Unter der Annahme eines 5 %-Signifikanzniveaus in zweiseitigen Tests müssen wir 9 Patienten in jede Gruppe einschließen, um eine 90 %-Power zum Nachweis eines relativen Unterschieds von 45 % in der Interventionsgruppe zu erreichen. Um mögliche Ausfälle/Ausschlüsse aufgrund des etwas invasiven Aufbaus zu berücksichtigen, werden wir insgesamt 30 Patienten (15 pro Gruppe) einschließen.

Rekrutierung: Die Probanden werden über forsøgsperson.dk oder ähnliche Websites zusammen mit Werbung auf relevanten Websites rekrutiert.

Die Probanden kontaktieren uns bei CFAS und haben die Wahl, ob sie Studieninformationen pr erhalten möchten. Telefon (wodurch die Option eines Zuschauers verweigert wird) oder ein persönliches Treffen bei CFAS. Alle diese Informationen werden vom Hauptermittler gegeben. Wenn der Proband daran interessiert ist, mehr über die Studie zu erfahren, werden relevante Dokumente per E-Mail gesendet. Wenn der Proband nach schriftlicher oder mündlicher Information an einer Teilnahme an der Studie interessiert ist, hat er 24 Stunden Zeit, um die Studienteilnahme zu prüfen. Wenn der Proband entweder telefonisch oder persönlich informiert wurde und die Studienteilnahme akzeptiert, wird er zu Besuch 1 eingeladen, wo eine schriftliche und informierte Zustimmung eingeholt wird (oder vom Teilnehmer unterschrieben und von zu Hause mitgebracht wird).

Risiken und Nebenwirkungen: Patienten können im Zusammenhang mit Blut- und Gewebeproben leichte Beschwerden verspüren. Das entnommene Blutvolumen ist vernachlässigbar und mit keinem gesundheitlichen Risiko verbunden. Alle Gewebeentnahmen werden unter sterilen Bedingungen in örtlicher Betäubung durchgeführt und sind daher mit geringen Schmerzen oder Beschwerden und einem sehr geringen Infektionsrisiko verbunden. Während des Belastungstests kann es bei den Teilnehmern zu Kurzatmigkeit kommen.

Die IL-6R-Hemmung wird im Allgemeinen gut vertragen und hat nur wenige Nebenwirkungen. Die Dosierung von Paracetamol ist gering und mit keinem Risiko verbunden.

Die Kontaktinformationen des beteiligten Arztes werden den Teilnehmern beim Studieneinschluss mitgeteilt, damit alle unerwünschten Ereignisse gemeldet und behoben werden können.

Verbreitung der Studienergebnisse: Sowohl positive als auch negative und nicht schlüssige Ergebnisse werden in einschlägigen internationalen Fachzeitschriften veröffentlicht.

Ethische Erwägung: Es wird erwartet, dass das Projekt begrenzte Risiken, Nebenwirkungen und Beschwerden verursacht. Alle Verfahren werden von erfahrenen Ärzten und Physiologen mit entsprechender Sicherheit durchgeführt. Tocilizumab wird im Allgemeinen gut vertragen und die Dosis von Paracetamol ist niedrig. Eingeschlossene Probanden können ihre Einwilligung zur Studienteilnahme jederzeit und ohne Angabe von Gründen widerrufen. Wir glauben, dass das Projekt wichtig ist und wichtige neue Informationen über die IL-6-modifizierbare NK-Zell-Reaktion auf akute Belastung sowohl im Kreislauf als auch im Fett- und Muskelgewebe liefern wird (da derzeit nur sehr begrenztes Wissen über letzteres besteht).

Die Studie wird von Lægemiddelstyrelsen als Toolbox-Studie angesehen und ist daher keine pharmazeutische Studie