Tyypin 2 diabetekseen johtavan haiman saarekesoluhäiriön molekyyli- ja fysiologisten mekanismien määrittely (DIVA-Exeter)

Esittely:

Yhteistyökumppaneiden kanssa osana meneillään olevia geneettisiä tutkimuksia tutkijat ovat tunnistaneet useita insuliinin tuotantoon ja käsittelyyn liittyviä geneettisiä muunnelmia (DNA-muutoksia) ja yrittävät ymmärtää, kuinka nämä geneettiset vaihtelut aiheuttavat eroja ihmisten kyvyssä tuottaa tai prosessoida insuliinia. Heidän havainnot johtavat parempaan ymmärrykseen siitä, kuinka haima tuottaa ja prosessoi insuliinia aterian jälkeen, ja auttavat ymmärtämään paremmin, miksi joillekin ihmisille kehittyy diabetes ja toisille ei, huolimatta samankaltaisesta liikalihavuudesta. Tällä kysymyksellä on suuri kansanterveyden merkitys, koska on epätodennäköistä, että liikalihavuuden esiintyvyys laskee dramaattisesti lähitulevaisuudessa.

Tutkijat haluaisivat testata hypoteesin, että yksilöillä, joilla on erilaisia ​​geneettisiä muunnelmia, on erilaiset kyvyt tuottaa tai prosessoida insuliinia. He testaavat näiden geneettisten muunnelmien seurauksia, kun haiman on tuotettava insuliinia vasteena aterialle tai aterian ainesosille, kuten sokerille tai aminohappoille.

Opintojen suunnittelu:

Tämä on tuleva "genotyypin mukaan värvätty" kohorttitutkimus, jossa testataan useiden geneettisten varianttien (tai varianttien yhdistelmien) roolia 4 vuoden ajan (vuoden 2014 lopusta 2018 loppuun). Geneettiset variantit valitaan, jos on vahvaa näyttöä niiden roolista haimassa ja insuliinin erittymisessä. Jokaiseen geneettiseen muunnelmaan liittyy erilainen tutkimus vapaaehtoisia ja hieman erilainen testisarja. Osallistujat sokeutuvat geneettisen muunnelman tilalle. Jotkut geneettiset variantit tunnistetaan seuraavien 4 vuoden aikana, joten ei ole mahdollista määritellä heti alussa yksityiskohtaista menetelmää kaikille tutkittaville kohorteille. Tämä protokolla on siksi kirjoitettu kuvaamaan koko tutkimuksen kannalta merkityksellistä ydinprotokollaa, ja liitteet kuvaavat tutkimuksen tiettyjä kohortteja. Koska yleiset johtamis- ja eettiset kysymykset ovat kattavia ja uusia geneettisiä variantteja tunnistetaan 4 vuoden tutkimusjakson aikana, kohorttikohtaiset liitteet lisätään merkittävinä muutoksina sen sijaan, että jokainen kohortti toimitettaisiin erillisenä eettisenä hakemuksena. Jokaisen vapaaehtoistyöryhmän rekrytointi- ja testausmenettely on sama lukuun ottamatta osaa, joka on kuvattu kohorttikohtaisissa liitteissä.

Tutkimukseen osallistuneet:

Kaikki osallistujat yksilöidään olemassa olevista tutkimusryhmistä, joita hallinnoi NIHR Exeter Research Facility (Exeter CRF) ja/tai Oxford Biobank (OBB), ja rekrytointia helpotetaan Exeterin CRF:ssä ja/tai Oxfordin diabeteksen, endokrinologian ja lääketieteen keskuksessa ( OCDEM). Yksilöt tunnistetaan kiinnostavan muunnelman tai sukupuolen, iän ja BMI:n mukaisiksi verrokeiksi. Tietovastaava "sokeuttaa" kaikki mahdolliset osallistujat, jotta tutkimusryhmä ei tiedä, millä osallistujilla on variantti ja mitkä ovat kontrolleja. Heidät kutsutaan tutkimukseen kirjeitse, ja heille lähetetään tutkimustietolomake ja tutkimusryhmän yhteystiedot. Tutkimustiimin jäsen ottaa heihin yhteyttä 2–3 viikon kuluessa selvittääkseen, ovatko he kiinnostuneita osallistumisesta, tarjotakseen heille tarkempaa selvitystä tutkimuksesta ja tarkistaakseen heidän kelpoisuutensa. Jos he suostuvat osallistumaan, paastokäynnille pyydetään suullinen suostumus ja aika sovitaan ja vahvistetaan kirjallisesti/sähköpostitse.

Geneettisen muunnelman tunnistaminen:

Näiden yksilöiden geneettisten tekijöiden mittaaminen on jatkuva prosessi, joka sisältää rutiininomaisia ​​laboratoriotoimenpiteitä käyttämällä yhtä olemassa olevaa DNA-näytettä, jonka vapaaehtoiset toimittivat osallistuessaan Exeter 10000 -projektiin/OBB:hen. Kesäkuuhun 2014 mennessä Exeterissä on mitattu 94 geneettistä varianttia (eli DNA-muutoksia) 5 600 EXTEND vapaaehtoisella ja 800 000 geneettistä muunnelmaa 1 700 EXTEND vapaaehtoisen alajoukolla. Seuraavan 4 vuoden aikana geneettiset toimenpiteet laajennetaan koskemaan kaikkia osallistujia (jopa 10 000) ja kaikkia muunnelmia (800 000+). Nämä tiedot palautetaan tarvittaessa EXTEND/OBB-tietokantaan.

Henkilöt, joilla on kiinnostava geneettinen muunnelma, kutsutaan osallistumaan (30–50, riippuen asiaan liittyvistä erityistesteistä) sekä samanlainen määrä sukupuolen, iän ja BMI:n mukaisia ​​vertailuhenkilöitä ilman kiinnostuksen kohteena olevaa vaihtelua. Vastaamisen määritelmä on sama sukupuoli, ikä +/- 1 vuosi ja BMI 1 kgm2 yksikön sisällä, mutta näitä alueita voidaan laajentaa, jos tiukemmassa määritelmässä ei ole tarpeeksi yksilöitä.

Vierailumenettely:

Kaikkia osallistujia pyydetään paastoamaan yön yli (edellisenä iltana klo 22.00 alkaen), välttämään rasittavaa liikuntaa ja tupakointia 24 tuntia ennen aamuvierailua Exeterin CRF/OCDEM:ssä (noin 2-4 tuntia testivalinnasta riippuen). Osallistujia pyydetään allekirjoittamaan kirjallinen suostumuslomake ennen tietojen keräämistä tai testausta. Potilaita, joilla ei ole suostumuskykyä, ei värvätä. Osallistujat voivat halutessaan ottaa yhteyttä tutkimusryhmän jäseneen keskustellakseen projektista tarkemmin. Kaikille osallistujille kerrotaan tutkimuksen luonteesta ja tarkoituksesta, sen vaatimuksista ja mahdollisista vaaroista sekä heidän oikeudestaan ​​vetäytyä tutkimuksesta milloin tahansa ilman, että tämä vaikuttaa ja vaarantamatta tulevaa kliinistä hoitoa.

Kaikille osallistujille suoritetaan perustietojen keruu, mittaukset ja paasto- ja stimulaatioverinäytteet. Osanottajien kohorttia voidaan pyytää palaamaan toiselle vierailulle, jotta he suorittavat lisätestin vertailumittausten saamiseksi. Testin valinta riippuu tutkittavasta geneettisestä variaatiosta - tarkemmin kohorttikohtaisissa liitteissä.

Ydintiedonkeruu, mittaukset ja näytteet kaikille osallistujille - n. 1 tunnin antropometria: tiedot, mukaan lukien pituus (m), paino (kg), vyötärön (cm) ja lonkan (cm) ympärysmitta, tallennetaan.

Sairaushistoria: mukaan lukien nykyiset lääkkeet ja elämäntapatiedot (tupakointi/alkoholi).

BOD POD: Osallistujia pyydetään mittaamaan rasvamassansa BOD POD:lla. Tämä ei-invasiivinen tekniikka tarjoaa tarkemman rasvamassan mittauksen verrattuna bioimpedanssimittauksiin tai pituuden ja painon mittauksiin. Osallistujia, jotka kieltäytyvät tästä testistä, ei suljeta pois tutkimuksesta.

Yksityiskohtaiset kehonkoostumusmittaukset saadaan käyttämällä kehon koostumuksen seurantajärjestelmää. Tämä sisältää lyhyesti BOD POD -laitteen, elektroniset vaa'at ja tietokoneen. Se laskee kehon densitometrian (massan ja tilavuuden mittaamisen) periaatteiden avulla osallistujan rasvan ja rasvattoman massan prosenttiosuudet ja absoluuttiset määrät. Osallistujia pyydetään käyttämään mahdollisimman vähän vaatteita (esim. uimapuku) ja hyvin istuva uimahattu. Ne seisovat sähkövaaoilla kirjaamaan painonsa, joka sitten kalibroidaan BOD POD:lla. Osallistujia pyydetään istumaan BOD PODin sisällä enintään 1 minuutti kerrallaan (enintään 3 kertaa). Tämän jälkeen tietokone analysoi ja luo tulokset.

Verinäytteitä:

Pieni kanyyli (ohut muoviputki) asetetaan laskimoon normaalin kliinisen käytännön mukaisesti minimoimaan toistuvasta verinäytteestä aiheutuvat mahdolliset traumat.

Paastonäytteet otetaan perusmittauksia (mukaan lukien rutiininomaiset glukoosi- ja lipidimittaukset), DNA:ta, plasmaa ja seerumia varten, varastointia ja tulevaa eräanalyysiä varten, mukaan lukien glukoosi- ja insuliinimittaukset ja muut kiinnostavat markkerit.

Kaikilta osallistujilta otetaan stimuloidut verinäytteet. Stimulaatioaineen valinta riippuu tutkittavasta spesifisestä geneettisestä vaihtelusta. Testijakson lopussa kanyyli poistetaan ja osallistujalle tarjotaan aamiaista/virvokkeita.

Kiinnostuksen kohteena olevien genotyyppien määritelmät ja vierailujen yksityiskohdat on annettu protokollan kohorttikohtaisissa liitteissä. Perustiedonkeruun, mittausten ja paastonäytteiden lisäksi jokainen kohortti suorittaa enintään kaksi alla kuvatuista testeistä.

V: Glukoosilla tehostettu arginiinin aiheuttama insuliinin eritys (GPAIS) - noin. 1½ tuntia Perustelut. Tämä testi on suunniteltu ensisijaisesti testaamaan osallistujan beetasolujen suurinta insuliinin erityskykyä. Se tarjoaa parhaan saatavilla olevan korvikkeen beetasolumassalle, toisin kuin beetasolujen toiminnalle (Kahn 2008), ja auttaa siksi ymmärtämään paremmin mekanismeja siitä, kuinka valitut geneettiset variantit vaikuttavat diabeteksen riskiin. Sen on äskettäin osoitettu korreloivan hyvin niiden (autologisten) saarekkeiden lukumäärän kanssa, jotka on siirretty haimatulehduspotilaille haiman poiston jälkeen. Koirilla ja kädellisillä se korreloi hyvin beetasolumassan prosenttiosuuden kanssa (tarkistettu Kahn 3:ssa). Testi perustuu hyvin kuvattuun (Kahn 2008; Larsson & Ahren 1998) periaatteeseen, jonka mukaan ei-glukoosin eritystä lisäävä aine, kuten aminohappo arginiini, tuottaa suuremman insuliinivasteen, kun se voimistaa korkeat glukoositasot, jolloin yhdistetty ärsyke tuottaa lähes maksimaalisen beetasoluvasteen.

GPAIS-testi sisältää 5 vaihetta:

1. Perustaa. Suonensisäiset katetrit asetetaan molempien käsivarsien kyynärpäälaskimoihin. Toista käsivartta käytetään glukoosin/aminohapon infuusioon ja toista jaksoittaiseen näytteenottoon. Verensokeripitoisuutta seurataan säännöllisillä YSI-mittauksilla koko testin ajan.
2. AIRarg (akuutti insuliinivaste arginiinille). Perusnäytteet otetaan -2 ja -0 minuutin kohdalla. Maksimistimuloiva bolusannos arginiinihydrokloridia (5 g) injektoidaan sitten suonensisäisesti 45 sekunnin ajan. Näytteet kerätään +2, +3, +4 ja +5 min.
3. Akuutti insuliinivaste suonensisäiselle glukoosille (akuutin insuliinivasteen vahvistamaton mitta suonensisäiselle glukoosille AIRglukoosi). Seuraavaksi aloitetaan nopea (900 ml/h) 20 % glukoosi-infuusio 10-25 minuutin aikana (infusoitu kokonaismäärä 410 ml:aan asti). Näytteet kerätään -5, -2 minuutin välein (ennen nopean infuusion aloittamista) ja sitten 2 minuutin välein 10 minuutin ajan glukoosi-infuusion alkamisen jälkeen.
4. AIRMAXarg. Kun glukoositasot ovat saavuttaneet arvon 20 mmol/l (tai enintään 25 minuutin kuluttua), otetaan toistetut perusnäytteet, glukoosi-infuusio lasketaan 300 ml:aan/h ja injektoidaan toinen arginiinihydrokloridi (5 g) bolus, jota seuraa lopullinen + 2, +3, +4 ja +5 min näytteitä.
5. Glukoosin ja insuliinin palautuminen ja seuranta, kun osallistujan glukoositasot palaavat lähtötasolle. Glukoosi- ja insuliininäytteitä kerätään 10 minuutin välein 50 minuutin ajan AIRMAXarg-testin päättymisen jälkeen, jotta voidaan seurata osallistujan toipumista ja mitata insuliiniherkkyyttä. Verensokeria seurataan säännöllisillä YSI-mittauksilla, kunnes osallistujan verensokeri palaa turvalliselle tasolle. Osallistujalle tarjotaan kevyt lounas tämän jakson lopussa.

Näytteet: insuliinia ja glukoosia mitataan kaikkina aikoina. Varaerät tallennetaan ja säilytetään -80 oC:ssa mahdollista lisäanalyysiä, kuten glukagonia ja C-peptidiä, varten.

B: Laskimonsisäinen glukoositoleranssitesti (IGTT eli IVGTT) - noin. 30 minuuttia Perustelut. Tämä testi on hyväksytty ensimmäisen vaiheen insuliinierityksen standardimitta, johon ei liity suun kautta annetun glukoosialtistuksen neurohormonaalisia (inkretiini) ja imeytymisvaikutuksia.

C: Suun glukoositoleranssitesti (OGTT) - noin. 2,5 tuntia Perustelut. Tämä testi on hyväksytty, vakiomitta insuliinin erittymiselle ja imeytymiselle oraalisen glukoosialtistuksen yhteydessä.

D: Ulostenäyte ulosteen elastaasimittausta varten. Perustelut. Tämä testaa hypoteesia, jonka mukaan geneettinen polymorfismi voi vaikuttaa haiman eksokriiniseen toimintaan haiman endokriinisen toiminnan lisäksi.

Osallistuja saa näytesäiliön, valmiiksi maksetun pehmustetun kirjekuoren, kuljetussäiliön sekä ohjeet ulostenäytteen keräämiseen ja lähettämiseen analysoitavaksi. Ulostenäytteen antaminen on valinnaista, eikä se ole välttämätöntä tutkimukseen sisällyttämiseksi.