Relación entre la resistencia a la insulina y la diabetes tipo 2 inducida por estatinas y el perfil ómico personal integrador

1. SIGNIFICADO

   Las estatinas y el riesgo de T2D: el tratamiento con estatinas se asocia con un aumento en la incidencia de T2D.1-4 5

   Mecanismo de T2D inducida por estatinas: no está claro si las estatinas aumentan el riesgo de T2D al disminuir la acción de la insulina, la secreción o ambas. Se han publicado varios manuscritos que aumentan sustancialmente la comprensión del vínculo entre el uso de estatinas y la DT2 incidente. Swerdlow, et al.2 basándose en la evidencia del análisis genético y los ensayos aleatorios, concluyó que el aumento del riesgo de DT2 observado con las estatinas se explica al menos "parcialmente por la inhibición de la HMG-coenzima A reductasa (HMGCR)". También notaron una asociación de aumento de peso con variantes de HMGCR en pacientes tratados con estatinas, lo que llevó a la noción de que las disminuciones en la sensibilidad a la insulina contribuyen a la diabetes inducida por estatinas. En ese contexto, Cederberg, et al.9 demostraron en un gran estudio prospectivo (n = 8749 hombres) que los participantes tratados con estatinas (n = 2142) tuvieron un aumento del 46 % en la incidencia de DT2, asociado con una disminución del 24 % en la insulina sensibilidad y una disminución del 12% en la secreción de insulina evaluada por medidas sustitutas.

   Identificación de personas con mayor riesgo de DT2 inducida por estatinas: los estudios de 3 ensayos clínicos aleatorios con atorvastatina realizados por el grupo 1,3,4 de David Waters han demostrado que "la glucosa en ayunas inicial, el índice de masa corporal, la hipertensión y los triglicéridos en ayunas fueron predictores independientes de DT2". Estas anormalidades forman un grupo atribuido a la resistencia a la insulina.10 Dado que la resistencia a la insulina es un predictor del desarrollo de DT2, parece probable que cuanto más resistentes a la insulina sean los individuos antes del tratamiento, mayor es su riesgo de DT2 inducida por estatinas.

   En ese contexto, se ha prestado relativamente poca atención al papel que podría desempeñar la heterogeneidad metabólica en pacientes con concentraciones elevadas de LDL-C en la DT2 inducida por estatinas. Específicamente, los sujetos con concentraciones elevadas de LDL-C, cuyas concentraciones plasmáticas de triglicéridos (TG) también están elevadas, son resistentes a la insulina, hiperinsulinémicos e intolerantes a la glucosa en comparación con aquellos con niveles aislados de LDL-C. Como tal, se puede considerar que este subgrupo de pacientes con concentraciones elevadas de LDL-C se encuentra en un "punto de inflexión", y cualquier efecto adverso de las estatinas sobre la acción y/o secreción de la insulina, independientemente de cómo esté mediado, los coloca en mayor riesgo de desarrollar diabetes inducida por estatinas. De hecho, hemos demostrado (Kohli et al)1 que los pacientes con resistencia a la insulina (según la estimación de los TG altos) y prediabetes tienen un riesgo particularmente alto de diabetes tipo 2 inducida por estatinas.

   Buscamos abordar 2 preguntas importantes sin respuesta: ¿Las estatinas afectan principalmente la resistencia a la insulina o la secreción de insulina?; ¿Hay subgrupos de personas con mayor riesgo de DT2 inducida por estatinas?

2. FUNDAMENTO, HIPÓTESIS

   Razón fundamental:

   La DT2 se desarrolla cuando las personas resistentes a la insulina no pueden mantener el grado de hiperinsulinemia compensatoria necesaria para mantener una tolerancia normal a la glucosa. Sin embargo, quedan importantes preguntas fundamentales. Por ejemplo, ¿cuál es el vínculo celular/molecular entre el tratamiento con estatinas y los cambios en la acción y secreción de la insulina?

   Esta propuesta se basa en la premisa de que estudiar el efecto de las estatinas sobre la acción de la insulina y la secreción de insulina utilizando métodos de "estándar de oro" ayudará a determinar si las estatinas afectan negativamente el riesgo de DT2 al aumentar la resistencia a la insulina o disminuir la secreción de insulina. Usamos la prueba de supresión de insulina (con la lectura de la glucosa plasmática en estado estacionario, SSPG) para determinar la sensibilidad a la insulina y la prueba de infusión de glucosa graduada (con la lectura de la tasa de secreción de insulina, ISR) para determinar la secreción de insulina tanto antes como después tratamiento con estatinas en personas no diabéticas.

   Presumimos que el tratamiento con atorvastatina 40 mg/día durante aproximadamente 10 semanas afectará la sensibilidad a la insulina y/o la secreción de insulina y que este efecto puede exacerbarse en aquellos con resistencia a la insulina subyacente. Por lo tanto, planeamos observar el efecto de la atorvastatina no solo en todos los participantes, sino también en subgrupos de personas con resistencia a la insulina al inicio (que se enriquecerá reclutando voluntarios con niveles elevados de TG en plasma (≥150 mg/dl) al inicio). La razón de esto es que los TG plasmáticos son una medida sustituta de la resistencia a la insulina con una modesta correlación con la medida directa de la resistencia a la insulina (glucosa plasmática en estado estacionario) medida por la prueba de supresión de insulina. Clínicamente, los sujetos con TG elevados antes del tratamiento con estatinas tendrían un beneficio clínico sustancial con las estatinas, y uno de los objetivos secundarios de los investigadores es demostrar que una simple medición de la concentración plasmática de TG (como sustituto de la resistencia a la insulina) puede ayudar a identificar a los que tienen más riesgo de trastornos inducidos por estatinas en el control glucémico. En consecuencia, proponemos inscribir a voluntarios no diabéticos con alto riesgo de DT2, sin enfermedad cardiovascular aterosclerótica conocida (ASCVD), que no reciban estatinas, elegibles para la terapia con estatinas de acuerdo con las pautas de ACC/AHA (Colegio Americano de Cardiología/Asociación Americana del Corazón) de 2013 .11 También nos centraremos en los esfuerzos de reclutamiento para enriquecer a los sujetos con una concentración plasmática de TG ≥ 150 mg/dL para garantizar que inscribimos sujetos en todo el rango de sensibilidad a la insulina.

   Hipótesis: Tenemos la hipótesis de que el tratamiento con atorvastatina de alta intensidad durante aproximadamente 10 semanas afectará la sensibilidad a la insulina y/o la secreción de insulina y que este efecto puede exacerbarse en aquellos con resistencia a la insulina subyacente.

3. DISEÑO DEL ESTUDIO

   Tamaño de la muestra

   • Nuestro objetivo es reclutar y retener a 75 participantes en total en este estudio.

   Ubicación del estudio

   • Unidad de Investigación Clínica y Traslacional (CTRU) en 800 Welch Road, Palo Alto, CA 94304.

   Duración

   • Anticipamos que todo el estudio tomará de 4 a 5 años hasta el final del análisis de datos. Cada candidato elegible que voluntariamente consienta en participar en el estudio estará activo en el estudio durante un total de 5 meses desde la selección hasta el final de su última visita.

4. PROCEDIMIENTOS DE ESTUDIO

   Reclutamiento

   Las estrategias preliminares de reclutamiento incluirán:

   Se reclutarán voluntarios del Área de la Bahía de San Francisco a través de anuncios en periódicos, folletos publicados y el sitio de redes sociales NextDoor, así como también de las Clínicas de Cardiología Preventiva en Stanford Health Care. Nuestro objetivo es garantizar el reclutamiento en una amplia gama de sensibilidad a la insulina. El trabajo previo de nuestro grupo y otros ha demostrado que las concentraciones altas de TG en plasma están asociadas con una mayor resistencia a la insulina según lo evaluado por las medidas de referencia. Por lo tanto, enfocaremos los anuncios para enriquecer a las personas con niveles altos de TG (> 150 mg/dL) como sustituto del aumento de la resistencia a la insulina.

   Visitas y procedimientos de los participantes

   Los participantes potenciales serán evaluados inicialmente cuando llamen o envíen un correo electrónico en respuesta a anuncios de reclutamiento, o una carta de su médico, describiendo el estudio de la siguiente manera:

   La admisión preliminar se realizará por teléfono.

   Visita 1 Visita de cribado.

   Visita 2: Prueba de tolerancia oral a la glucosa (OGTT): esta prueba durará aproximadamente 3 horas.

   i) Estado glucémico: los participantes se clasificarán como con tolerancia normal a la glucosa (NGT), alteración aislada de la glucosa en ayunas (IFG), alteración aislada de la tolerancia a la glucosa (IGT) o combinación IFG/IGT12. Además, la respuesta de glucosa plasmática integrada total durante la SOG se calculará mediante el método trapezoidal (Glucosa-AUC).

   ii) Función de las células β: Los cálculos del Índice de Sensibilidad de Secreción de Insulina-2 (ISSI-2) se utilizarán para cuantificar la función secretora de insulina 13, si por alguna razón no se realiza un estudio de infusión graduada de glucosa. El ISSI-2 es un método derivado de OGTT validado para medir la función de las células β, análogo al índice de disposición obtenido de la prueba de tolerancia a la glucosa intravenosa 14. Se calcula multiplicando la respuesta secretora de insulina durante la OGTT (Insulina-AUC/Glucosa-AUC) por la resistencia a la insulina (índice de Matsuda).

   Los resultados de glucosa en ayunas y de 2 horas se analizarán con el participante del estudio y se le entregará una copia de los resultados.

   Visita 3. Infusión de Glucosa Graduada, GGIT 15,16: Esta prueba durará aproximadamente 6 horas.

   Esta prueba está diseñada para evaluar la capacidad del páncreas para producir insulina en respuesta a una infusión graduada de glucosa. Durante esta prueba, a los sujetos se les colocarán dos pequeños catéteres intravenosos, uno en cada brazo. Una IV se utilizará para extraer muestras y la otra para la infusión de glucosa. Durante el GGIT, se administrarán infusiones intravenosas continuas de glucosa a velocidades progresivamente crecientes: 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 8 kg/min en seis períodos de infusión de 40 min de duración. Se recogerán muestras de sangre para medir las concentraciones de glucosa, insulina y péptido C en ayunas ya los 30 min y 40 min de cada período de infusión. Se promediarán los dos valores durante los últimos 10 min de cada período de infusión. La cantidad de sangre extraída para esta prueba será de 47,5 ml.

   Visita 4. Prueba de Supresión de Insulina, IST 17,18: Esta prueba durará aproximadamente 6 horas.

   Esta prueba está diseñada para determinar la sensibilidad a la insulina en todo el cuerpo. Después de un ayuno nocturno, a los sujetos se les colocará una vía intravenosa en cada brazo. Uno para extracción de sangre y otro para infusión de octreótido (0,27 μg/m2/min), insulina (32 mU/m2/min) y glucosa (267 mg/m2/min) durante 180 minutos. Durante la prueba, se suprime la insulina endógena y todos los individuos reciben la misma concentración de insulina, según su área de superficie corporal. Se extrae sangre cada 30 minutos durante 150 minutos y luego a intervalos de 10 minutos desde los 150 a los 180 minutos de la infusión para medir las concentraciones de glucosa e insulina en plasma. La media de los últimos cuatro valores se utiliza como las concentraciones plasmáticas de insulina (SSPI) y glucosa (SSPG) en estado estacionario para cada individuo. Dado que las concentraciones de SSPI son similares en todos los sujetos durante la IST, la concentración de SSPG proporciona una medida directa de la capacidad de la insulina para mediar en la eliminación de una carga de glucosa infundida; cuanto mayor es la concentración de SSPG, más resistente a la insulina es el individuo. En esta visita se realizarán análisis de laboratorio para verificar la función renal y hepática, además de un perfil de lípidos y una prueba de embarazo en orina (si corresponde). La sangre extraída o IST será de 58,5 ml y 5 ml para los laboratorios SHC.

   Los laboratorios para iPOP se extraerán en este momento y se obtendrán muestras adicionales para análisis de transcriptoma, microbioma, metaboloma y proteoma en sangre; hisopos nasales, de la lengua y de la superficie de la piel; orina; y taburete.

   El fármaco del estudio, atorvastatina de 40 mg, se administrará a los participantes del estudio, una vez que se hayan revisado todos los laboratorios y el participante califique.

   Visita 5-7: Las visitas serán cada 2 semanas por un total de 10 semanas con la medicación del estudio (estatina). Se evaluará a los participantes por cualquier efecto secundario o evento adverso (EA) de la estatina. La adherencia a la medicación del estudio se evaluará en cada visita.

   Visita 8: Peso, signos vitales y OGTT descritos anteriormente.

   Visita 9: Repita GGIT como se describe arriba.

   Visita 10: Repita las muestras y las pruebas de laboratorio IST e iPOP como se describe anteriormente. Al final de esta visita, se suspenderá la estatina y se programará al participante del estudio para visitas de seguimiento de 4 y 8 semanas.

   Visita 11: Un mes de descanso en la visita del estudio de estatinas: el peso, los signos vitales y las pruebas de laboratorio y las muestras de iPOP se realizarán como se describe anteriormente.

   Visita 12: Última visita del estudio: el peso, los signos vitales y las pruebas de laboratorio y las muestras de iPOP se realizarán como se describe anteriormente.

   Se les pedirá a los participantes que completen un cuestionario sobre su estado de actividad física, alimentación y hábitos alimenticios, y estrés en el momento de cada iPOP.

5. CONSIDERACIONES ESTADÍSTICAS

Con base en nuestro trabajo anterior19, calculamos que con 60 sujetos, seríamos capaces de detectar un cambio del 8 % en la concentración de SSPG y un cambio del 8 % en ISRAUC después de la terapia con atorvastatina con una potencia del 80 % y un nivel de significación bilateral del 5 % usando una prueba t de muestras apareadas. Por lo tanto, estimamos la necesidad de inscribir a 75 sujetos con una tasa de abandono anticipada del 20%.

Las estadísticas resumidas se informarán como mediana (rango intercuartílico) o número (porcentaje) de participantes, a menos que se especifique lo contrario. Las pruebas de Shapiro-Wilk se utilizarán para evaluar la normalidad de los datos y las variables que no se distribuyen normalmente se transformarán logarítmicamente. Los cambios porcentuales en las variables se calcularán mediante la fórmula: [(valor al final del estudio) - (valor de referencia) / valor de referencia] x 100. Se utilizarán pruebas t de muestras pareadas para comparar las medias iniciales y al final del estudio. Se emplearán pruebas t de una muestra para evaluar si los cambios porcentuales en las variables son significativamente diferentes de cero (sin cambios). Se calcularán los coeficientes de correlación de Pearson para determinar la fuerza de asociación entre las variables de interés. Los análisis de subgrupos preespecificados se llevarán a cabo mediante la estratificación de sujetos resistentes a la insulina frente a sujetos sensibles a la insulina. La mediana de concentración de SSPG se utilizará para definir a los sujetos como resistentes a la insulina o sensibles a la insulina. Las medias de los grupos resistentes a la insulina y sensibles a la insulina se compararán mediante pruebas t de muestras independientes y las proporciones mediante pruebas de chi-cuadrado o pruebas exactas de Fisher. Los análisis estadísticos se realizarán utilizando el software estadístico IBM SPSS versión 26.0.