Efecto de la pioglitazona sobre TIMP-3 y TACE en la diabetes tipo 2 (PIO-TACE)

Se ha demostrado que la pioglitazona tiene potentes efectos antiinflamatorios y antiateroscleróticos. Sin embargo, los mecanismos por los cuales la pioglitazona ejerce estos efectos no están claros. Proponemos que el inhibidor tisular de metaloproteinasa-3 (TIMP-3) y la enzima convertidora de TNF-alfa (TACE) desempeñan un papel importante en la mejora mediada por pioglitazona en la sensibilidad a la insulina y la función endotelial. En modelos animales, la pioglitazona en dosis bajas inhibe la progresión de la lesión y la expresión de metaloproteinasas de matriz en placas ateroscleróticas avanzadas. Creemos que una dosis más baja de pioglitazona también tendrá efectos antiinflamatorios sin los posibles efectos adversos del aumento de peso.

Para examinar el efecto de dosis bajas de pioglitazona (15 mg/día) sobre TIMP-3 y TACE en las mejoras mediadas por pioglitazona en la sensibilidad a la insulina y la función endotelial, proponemos estudiar sujetos con diabetes mellitus tipo 2 (T2DM) que participarán en los siguientes estudios : (i) SOG; (ii) DXA para contenido de grasa corporal, (iii) abrazadera hiperinsulinémica euglucémica, (iv) biopsia de músculo esquelético.

Este estudio examinará el efecto de la pioglitazona sobre (1) la actividad de los sustratos TIMP y TACE en el músculo esquelético y su relación con la sensibilidad a la insulina y las adipocitoquinas-resistina, TNF-α y Visfatina; (2) marcadores de inflamación y aterosclerosis: proteína C reactiva, VCAM-1, ICAM-1, endotelina 1, E-selectina, P-selectina, TNFrecI, TNFrecII, IL-6 rec. Quince sujetos recibirán placebo y 15 recibirán pioglitazona.

Diseño del estudio.

Diseño paralelo doble ciego controlado con placebo.

PUNTOS FINALES

PRIMARIO: Reducción de la expresión génica de TIMP-3 y TACE y de la actividad del sustrato TACE en músculo esquelético y tejido adiposo.

SECUNDARIO: Mejora en: (1) la sensibilidad a la insulina del músculo esquelético, (2) los niveles plasmáticos de FFA (ácidos grasos libres) y lípidos (3) la reducción de las concentraciones de VCAM e ICAM.

PLAN DE INVESTIGACIÓN - PROTOCOLO EXPERIMENTAL Sujetos - Pretendemos estudiar sujetos con DM2 (IMC 30-40 Kg/m2, edad=18-70 años, HbA1c <10%); de los cuales el mismo número de sujetos en cada grupo recibirá placebo/fármaco del estudio. Con este diseño de estudio, podremos discriminar los efectos de la pioglitazona sobre la actividad del sustrato TIMP3 y TACE y la expresión génica en pacientes con DM2 y sujetos no diabéticos con síndrome metabólico. Los sujetos en ambos brazos del estudio (placebo y fármaco del estudio) serán emparejados por edad, IMC y HbA1c y los efectos de la pioglitazona en estos sujetos serán independientes del efecto hipoglucemiante del fármaco. Se excluirán los sujetos diabéticos que hayan recibido previamente insulina o que estén tomando una tiazolidinediona. Solo se estudiarán pacientes diabéticos que estén libres de otras enfermedades de órganos importantes. Solo se estudiarán sujetos cuyo peso corporal se haya mantenido estable durante al menos tres meses y que no participen en ejercicios extenuantes.

Antes del inicio de pioglitazona, todos los sujetos participarán en los siguientes estudios:

(i) Visita de calificación: Se realizará examen físico, historial médico, trazado de electrocardiograma, hemograma completo, SMA 24 y perfil de lípidos. Además, se determinarán los niveles en ayunas de colesterol total/HDL/LDL en plasma, triglicéridos y marcadores de aterosclerosis e inflamación (PCR: proteína C reactiva) e hipercoagulabilidad (inhibidor del activador del plasminógeno -1), adiponectina, TNF-α y HbA1c. medido en este día.

(ii) OGTT (75 gramos) para evaluar la tolerancia global a la glucosa y la secreción de insulina. La biopsia del músculo vastus lateralis se realizará 30 minutos antes del inicio de la OGTT.

(iii) Medición de la masa corporal magra y la masa libre de grasa con exploración de absorciometría de rayos X de energía dual (DXA).

(iv) La reactividad de la arteria braquial con vasodilatación mediada por flujo posisquémico y la respuesta a la nitroglicerina sublingual se realizará el mismo día que se realiza la DXA.

Una vez finalizados los estudios anteriores, los sujetos se asignarán aleatoriamente para recibir placebo o pioglitazona en una dosis de 15 mg al día durante 24 semanas. Los sujetos recibirán asesoramiento dietético antes del inicio de la terapia con pioglitazona y se les pedirá que consuman una dieta de mantenimiento de peso estándar de la ADA durante todo el estudio. Los pacientes serán vistos para seguimiento cada 2 semanas. En cada visita de seguimiento se determinará el historial médico provisional, la presión arterial, el pulso, el peso y la concentración de glucosa en plasma en ayunas. Cada 4 semanas se medirá la actividad del sustrato TIMP y TACE, adiponectina, visfatina, proteína C reactiva (PCR) y marcadores de inflamación y aterosclerosis (VCAM-1, ICAM-1, endotelina 1, E-selectina, P-selectina). Además, todos los meses mediremos HbA1c, lípidos plasmáticos y pruebas de función hepática. Después de 24 semanas de tratamiento con pioglitazona, a todos los sujetos se les repetirá: (i) medición de la masa corporal grasa y magra por DXA, (ii) OGTT, (iii) biopsia del vasto lateral.

La duración total del estudio desde el inicio de la pioglitazona/placebo será de 26 a 30 semanas. Los estudios de referencia se realizarán durante un período de 1 a 4 semanas. Los estudios repetidos se realizarán durante las últimas 24 a 30 semanas de terapia con pioglitazona.

Métodos OGTT Y BIOPSIA PERCUTÁNEA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO

Todos los sujetos serán admitidos en el Centro de Investigación Clínica General (GCRC) del Sistema de Atención Médica para Veteranos del Sur de Texas, División Audie Murphy, San Antonio, Texas el día del estudio entre las 6:45 y las 8 a.m. Los sujetos no podrán comer ni beber nada después de las 10 p. m. de la noche anterior, hasta que se complete el estudio. Alrededor de las 7:30 a. m., los sujetos ingerirán 75 gramos de glucosa. Las muestras de plasma para las concentraciones de glucosa, insulina y péptido C se extraerán a -30, -15 y 0 minutos y, a partir de entonces, cada 15 minutos durante dos horas. 30 minutos antes del inicio de la SOG, se realizará una biopsia muscular del músculo vasto lateral. Después de la inyección de xilocaína, se realiza una incisión de 5 mm 10-15 cm por encima de la rótula y se inserta la aguja de biopsia en el músculo. La aguja se conecta a succión y se obtienen aproximadamente 200 mg de tejido muscular. Todas las biopsias musculares se almacenarán en nitrógeno líquido en 15 segundos, hasta que se procesen para ensayos específicos.

Podremos derivar de la OGTT una estimación muy fiable de la secreción de insulina, así como de la sensibilidad a la insulina, calculando el índice "MATSUDA" y el índice OGIS (Sensibilidad oral a la glucosa e insulina). Se ha demostrado repetidamente que estos índices se correlacionan extremadamente bien con los resultados obtenidos por la pinza euglucémica.

De tres a siete días después, el contenido de grasa corporal será determinado por DXA.

ABRAZADERA HIPERINSULINÉMICA EUGLICÉMICA:

En un día separado, los sujetos serán admitidos en el Centro de Investigación Clínica General (GCRC) del Sistema de Atención Médica para Veteranos del Sur de Texas, División Audie Murphy, San Antonio, Texas, entre las 6:45 y las 8:00 a.m. por una hiperinsulinemia euglucémica (80 mU (mili-Unidad)/m2•min) abrazadera. Se realizará calorimetría indirecta continua (Deltatrac, Sensormedics, Anaheim, CA) durante 30 minutos antes del inicio del pinzamiento de insulina y durante el período de 150 a 180 minutos del pinzamiento de insulina para calcular las tasas de oxidación de glucosa y lípidos. Después de obtener las muestras basales de insulina, péptido C, se administra una dosis inicial de insulina durante los primeros 10 minutos, seguida de una infusión constante. A los 5 minutos se infunde una tasa variable de glucosa para mantener la glucosa plasmática en ~100 mg/dl durante 180 minutos.

Una vez finalizados los estudios anteriores, todos los sujetos (diabéticos, sin síndrome metabólico diabético) comenzarán con pioglitazona a una dosis de 15 mg al día y continuarán durante 24 semanas. Los sujetos recibirán asesoramiento dietético antes del inicio de la terapia con pioglitazona y se les pedirá que consuman una dieta de mantenimiento de peso estándar de la ADA durante todo el estudio. Los pacientes serán vistos para seguimiento cada 2 semanas. En cada visita de seguimiento se determinará el historial médico provisional, la presión arterial, el pulso, el peso y la concentración de glucosa en plasma en ayunas. Cada mes mediremos HbA1c, lípidos plasmáticos, pruebas de función hepática, adipocitoquinas y marcadores inflamatorios como se describió anteriormente. Después de 4 meses de tratamiento con pioglitazona, los sujetos tendrán una repetición: (i) medición de la masa corporal grasa y magra por DXA, (ii) OGTT con biopsia del vasto lateral.