Administración de desferal para mejorar la reacción alterada a la hipoxia en la diabetes (DESIRED)

Fondo Las complicaciones de la diabetes representan la principal preocupación para la terapia moderna de la diabetes, y se ha convertido en una prioridad caracterizar aún más los mecanismos fisiopatológicos de estas complicaciones para garantizar el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas racionales.

Aunque la exposición prolongada de los tejidos a la hiperglucemia es el principal factor causante de las complicaciones crónicas de la diabetes, recientemente se ha vuelto cada vez más evidente que la hipoxia también juega un papel importante en todas las complicaciones de la diabetes. Una baja concentración tisular de oxígeno en la diabetes es la consecuencia de varios mecanismos (p. ej., aporte sanguíneo deficiente secundario a enfermedad micro y macrovascular, mala difusión local de oxígeno secundaria a edema local o como resultado de un mayor consumo de oxígeno).

Las respuestas adaptativas de las células a la hipoxia están mediadas por el Factor 1 inducible por hipoxia (HIF), que es un factor de transcripción heterodimérico, compuesto por dos subunidades (subunidad alfa y beta), ambas expresadas constitutivamente en células de mamífero. En normoxia, HIF-1α es continuamente degradado por el sistema ubiquitina-proteosoma como consecuencia de la hidroxilación dependiente de oxígeno de dos residuos clave de prolina catalizada por un grupo de enzimas llamadas prolil-hidroxilasas (PHD). Bajo hipoxia cuando se suprime la vía de degradación y se estabiliza HIF-1α, se transloca en el núcleo donde induce más de 800 genes que son

involucrado en la angiogénesis, el metabolismo de la energía glucolítica, la proliferación celular y la supervivencia que permiten que las células se adapten a la disponibilidad reducida de oxígeno. HIF-1 es fundamental para la expresión de varios factores de crecimiento angiogénicos (ej. como factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF), eritropoyetina (EPO) y factor 1α derivado de células estromales (SDF-1α) y para el reclutamiento de células progenitoras endoteliales (EPC). Recientemente, se ha propuesto que los microARN (ej. mir210) también median una parte de las funciones HIF-1.

Los PHD que controlan la estabilidad y la función de HIF 1 α son enzimas dependientes de Fe 2+ y/o O2 y su actividad podría inhibirse mediante el agotamiento del hierro. La deferoxamina (DFO), que es un quelante del hierro, induce por tanto la acumulación de HIF-1α y los genes de respuesta a la hipoxia en la normoxia tanto in vitro como in vivo, pudiendo restaurar la reacción adaptativa reprimida a la hipoxia en diferentes modelos animales de diabetes. La DFO se ha utilizado clínicamente durante décadas para tratar el depósito excesivo de hierro secundario a diferentes patologías (talasemia, mielosclerosis, etc.) y se utilizó como herramienta farmacológica para inducir respuestas dependientes de HIF.

En la última década se han reunido varias evidencias que señalan que en la diabetes existe una respuesta celular defectuosa a la hipoxia. Una respuesta alterada de hipoxia está presente en todos los tejidos que desarrollan complicaciones tanto en modelos animales para diabetes como en pacientes con diabetes como consecuencia de una señalización HIF defectuosa. Es un efecto directo de la hiperglucemia que reprime directamente la estabilidad y función del HIF en múltiples niveles.

La alteración de la reacción a la hipoxia en la diabetes recientemente descrita tiene consecuencias potencialmente importantes en los desafíos hipóxicos agudos como infarto agudo de corazón, accidente cerebrovascular, isquemia de las extremidades (conocido por tener un peor pronóstico en la diabetes), pero también en la regulación sutil del sistema cardiovascular y respiratorio como consecuencia de neuropatía autonómica con potencial efecto pronóstico grave sobre eventos cardiovasculares tardíos. Diferentes estudios han abordado las respuestas cardiovasculares a la hipoxia intermitente (HI) en comparación con la exposición a la normoxia en pacientes con diabetes. Con el fin de establecer la idoneidad de la reacción cardiovascular a la hipoxia en la diabetes, recientemente se han investigado las respuestas cardiorrespiratorias y angiogenéticas a la HI en pacientes con diabetes en comparación con sujetos de control no diabéticos (número de aprobación ética de HYKRAND 2015/1182-31/4). . Los resultados preliminares (no publicados) mostraron varios defectos en la reacción tanto aguda como tardía de los pacientes con diabetes en comparación con los controles. La sensibilidad barorrefleja (BRS), que es un marcador de riesgo cardiovascular y pronóstico de supervivencia después de eventos cardiovasculares, disminuyó en pacientes con diabetes después de HI en comparación con sujetos no diabéticos. Tanto el número de Células Precursoras Endoteliales (EPC) como los niveles de su principal factor derivado del estroma estimulador (SDF-1α) se redujeron en respuesta a HI en diabéticos en comparación con sujetos no diabéticos, lo que confirma la peor capacidad para reparar lesiones isquémicas en diabetes.

El proyecto propuesto aquí investiga el potencial de DFO (conocido por mejorar la señalización hipóxica dependiente de HIF) para revertir el deterioro de la respuesta cardiorrespiratoria y angiogenética en pacientes diabéticos.

Diseño de la investigación. Es un estudio cruzado aleatorizado ciego que investiga la eficacia de DFO (50 mg/kg) frente a solución salina isotónica administrada por vía i.v antes de la hipoxia intermitente (HI) para mejorar la respuesta cardiorrespiratoria y angiogenética en pacientes con diabetes. La HI consistirá en cinco periodos hipóxicos (13% de fracción de oxígeno inspirada en O2) de 6 min cada uno, con cinco intervalos normóxicos de la misma duración (como se usó en el estudio HYKRAND) en 30 pacientes con diabetes tipo 1 sin signos clínicos de ninguna complicación. El estudio se realizará durante 4 días con una separación mínima de 2 meses entre los 2 ingresos para asegurar un lavado suficiente y restaurar los depósitos de hierro.

Métodos Diseño del estudio Se trata de un estudio aleatorizado, doble ciego, realizado en pacientes con diabetes tipo 1 sin complicaciones crónicas.

Los pacientes serán aleatorizados (por aleatorización en bloque) (httpps://www.sealedenvelope.com/ simple-randomiser/v1/lists) a (A) tratamiento con Desferal (DFO) o (B) tratamiento con solución salina isotónica.

Tanto los pacientes como el personal estarán cegados al grupo de tratamiento del paciente.

Se aconsejará a los sujetos que se abstengan de bebidas con cafeína durante 12 h y de alcohol durante 36 h antes de la prueba.

Día 1: Se tomarán muestras de sangre basales por la mañana y luego los pacientes recibirán Desferal (50 mg/kg) / Infusión salina s.c durante 6hs. Durante la última hora de infusión, los sujetos estarán expuestos a hipoxia intermitente (HI). Las muestras de sangre y las mediciones cardiovasculares y respiratorias (CR) se realizarán (como se detalla a continuación) inmediatamente antes y en varios momentos después de la HI.

Día 2: Las muestras de sangre se recogerán por la mañana. La exposición al HI consta de cinco períodos hipóxicos (13% de fracción inspirada de O2 de oxígeno) cada uno de 6 min de duración, con cinco intervalos normóxicos de la misma duración (totalmente 1 hora).

Día 1: se miden continuamente la presión arterial, la frecuencia cardíaca y la saturación arterial de oxígeno. En caso de una disminución de la saturación de oxígeno del 80% o la aparición de síntomas, se suspende la hipoxia hasta que los niveles de oxígeno alcancen al menos el 80%. Un técnico regula y controla los tiempos de respiración bajo la supervisión de un médico de manera que la intervención no pueda ser observada por el paciente. Posteriormente, se realizarán tres sesiones de medición: inmediatamente después (t2), después de 3 h (t3) y después de 6 h (t4). Después de t2, cada paciente obtuvo una comida individual de acuerdo con el requerimiento de la dieta.

Pruebas cardiovasculares y respiratorias.

Evaluación de la sensibilidad barorrefleja. Todos los pacientes serán evaluados en posición supina en una habitación silenciosa a una temperatura confortable. Antes de conectar a los participantes a un circuito de reinhalación a través de una boquilla con filtro antibacteriano, se realizará una respiración espontánea de aire ambiente en reposo durante 4 min para obtener datos de referencia.

Durante cada condición, se realizará la medición continua de la saturación de oxígeno (SaO2) mediante un oxímetro de pulso y el CO2 al final de la espiración (CO2-et) mediante un capnógrafo conectado a una boquilla. Los registros del electrocardiograma se realizarán mediante derivaciones torácicas y la presión arterial continua no invasiva se registrará mediante el método del manguito. Dos cinturones (colocados alrededor del tórax y el abdomen) monitorearán los movimientos respiratorios del tórax. Se conectará un neumotacógrafo a un transductor de presión diferencial y se insertará en serie con el componente espiratorio del sistema de reinhalación para medir el flujo de las vías respiratorias.

La sensibilidad barorrefleja (BRS) se medirá durante la respiración espontánea en cada sesión de medición. Dado que estudios previos no documentaron un mejor desempeño de un método sobre los demás, el promedio de siete métodos diferentes: secuencias positivas y negativas, el coeficiente a en las bandas de baja y alta frecuencia y su promedio, la técnica de función de transferencia, y se calculará la relación de SD del intervalo R-R y las variabilidades de la presión arterial sistólica. Además de BRS, se aplicó SD del intervalo R-R (SDNN) para determinar un índice global de variabilidad de la frecuencia cardíaca. Esta selección se realiza con base en el hecho de que la distribución normal es más pronunciada en esta variable en comparación con otros índices de variabilidad (por ejemplo, la varianza).

Se evaluarán la respuesta ventilatoria hipóxica (HVR) y la respuesta ventilatoria hipercápnica (HCVR) para determinar la actividad del sistema respiratorio.

La función autonómica cardiovascular se determinará realizando cuatro pruebas de acuerdo con las guías recientes: respiración profunda, relación 30:15, maniobra de Valsalva y respuesta de la presión arterial sistólica al estar de pie. La neuropatía autonómica cardiovascular se definirá como la "presencia de dos o más pruebas anormales".

La sensibilidad barorrefleja (BRS) se evaluará antes (t1), inmediatamente después (t2), 3 h (t3) y 6 h (t4) después de HI.

El potencial angiogenético se evaluará en los mismos puntos finales y después de 24 h (día N3) midiendo en suero las citoquinas relevantes que son dianas genéticas para HIF-1 (es decir, factor de crecimiento endotelial vascular (AVEGFA), factor 1a derivado de células estromales (SDF-1a), eritropoyetina, etc.). La respuesta directa de la señalización de HIF será evaluada por los niveles séricos de mir210 que se regulan exclusivamente por HIF.

La respuesta de EPC se evaluará en los mismos puntos de tiempo mediante el análisis de clasificación de células activadas por fluorescencia (FACS) del número de antígeno de células progenitoras hematopoyéticas (CD34+)/antígeno CD133/receptor de dominio de inserción de cinasa (KDR+)