Desferal-anto diabeteksen heikentyneen hypoksian reaktion parantamiseksi (DESIRED)

Tausta Diabeteskomplikaatiot ovat nykyaikaisen diabeteksen hoidon päähuolenaihe, ja näiden komplikaatioiden patofysiologisten mekanismien edelleen karakterisoinnista on tullut prioriteetti, jotta voidaan varmistaa uusien rationaalisten hoitostrategioiden kehittäminen.

Vaikka kudosten pitkäaikainen altistuminen hyperglykemialle on ensisijainen kroonisten diabeteksen komplikaatioiden aiheuttaja, on viime aikoina tullut yhä selvemmäksi, että hypoksialla on myös tärkeä rooli kaikissa diabeteksen komplikaatioissa. Alhainen kudosten happipitoisuus diabeteksessa on seurausta useista mekanismeista (esim. puutteellinen verenkierto toissijaisesti mikro- ja makroverisuonisairauden seurauksena, huono paikallinen hapen diffuusio toissijaisesti paikallisen turvotuksen seurauksena tai lisääntyneen hapenkulutuksen seurauksena).

Solujen adaptiivisia vasteita hypoksiaan välittää Hypoxia-Inducible Factor 1 (HIF), joka on heterodimeerinen transkriptiotekijä, joka koostuu kahdesta alayksiköstä (alfa- ja beeta-alayksiköstä), jotka molemmat ilmentyvät konstitutiivisesti nisäkässoluissa. Normoksiassa ubikvitiini-proteasomijärjestelmä hajottaa jatkuvasti HIF-1a:aa seurauksena kahden keskeisen proliinitähteen hapesta riippuvaisesta hydroksylaatiosta, jota katalysoi prolyylihydroksylaaseiksi (PHD) kutsuttu entsyymiryhmä. Hypoksiassa, kun hajoamisreitti on tukahdutettu ja HIF-1α on stabiloitunut, se siirtyy ytimeen, jossa se indusoi yli 800 geeniä, jotka ovat

osallistuvat angiogeneesiin, glykolyyttisen energian aineenvaihduntaan, solujen lisääntymiseen ja eloonjäämiseen, mikä mahdollistaa solujen sopeutumisen heikentyneeseen hapen saatavuuteen. HIF-1 on keskeinen useiden angiogeenisten kasvutekijöiden (esim. verisuonten endoteelikasvutekijänä (VEGF), erytropoietiinina (EPO) ja stromaalisista soluista peräisin olevana tekijä-1a:na (SDF-1a) ja endoteelisolujen (EPC) rekrytointiin. Viime aikoina on ehdotettu, että mikroRNA:t (esim. mir210) välittävät myös osaa HIF-1-funktioista.

PHD:t, jotka säätelevät HIF 1 α:n stabiilisuutta ja toimintaa, ovat Fe 2+:sta ja/tai O2:sta riippuvaisia ​​entsyymejä ja niiden aktiivisuutta voitaisiin estää vähentämällä rautaa. Deferoksamiini (DFO), joka on raudan kelaattori, indusoi siksi HIF-1α:n kertymistä ja hypoksiavastegeenejä normoksiassa sekä in vitro että in vivo pystyen palauttamaan tukahdutetun adaptiivisen reaktion hypoksiaan erilaisissa diabeteksen eläinmalleissa. DFO on ollut kliinisessä käytössä vuosikymmeniä eri sairauksien (talassemia, myeloskleroosi jne.) aiheuttaman liiallisen raudan kertymisen hoidossa ja sitä on käytetty farmakologisena työkaluna HIF-riippuvaisten vasteiden indusoimiseen.

Viime vuosikymmenen aikana on kerätty useita todisteita, jotka osoittavat, että diabeteksessa solujen vaste hypoksiaan on puutteellinen. Heikentynyt hypoksiavaste on läsnä kaikissa kudoksissa, jotka kehittävät komplikaatioita sekä diabeteksen eläinmalleissa että diabeetikoilla viallisen HIF-signaloinnin seurauksena. Se on hyperglykemian suora vaikutus, joka suoraan tukahduttaa HIF:n vakauden ja toiminnan useilla tasoilla.

Äskettäin kuvatulla heikentyneellä reaktiolla diabeteksen hypoksiaan on potentiaalisesti merkittäviä seurauksia akuuteissa hypoksisissa haasteissa, kuten akuutissa sydäninfarktissa, aivohalvauksessa, raajan iskemiassa (jolla tiedetään olevan huonompi ennuste diabeteksessa), mutta myös sydämen ja verisuonten ja hengityselinten hienovaraiseen säätelyyn. autonominen neuropatia, jolla on mahdollisesti vakava prognostinen vaikutus myöhäisiin kardiovaskulaarisiin tapahtumiin. Eri tutkimukset ovat käsitelleet sydän- ja verisuonivasteita ajoittaiseen hypoksiaan (IH) verrattuna normoksiaaltistukseen diabeetikoilla. Sydän- ja verisuonireaktion tarkoituksenmukaisuuden toteamiseksi diabeteksen hypoksiaan on äskettäin tutkittu sydän- ja hengityselinten ja angiogeneettisiä vasteita IH:lle diabeetikoilla verrattuna vastaaviin ei-diabeettisiin kontrollihenkilöihin (HYKRANDin eettinen hyväksyntänumero 2015/1182-31/4). . Alustavat tulokset (ei julkaistu) osoittivat useita puutteita sekä akuutissa että viivästyneessä reaktiossa diabeetikoilla verrokkeihin verrattuna. Barorefleksiherkkyys (BRS), joka on kardiovaskulaarisen riskin ja eloonjäämisennusteen merkki sydän- ja verisuonitapahtumien jälkeen, väheni diabetespotilailla IH:n jälkeen verrattuna ei-diabeettisiin koehenkilöihin. Sekä endoteeliprekursorisolujen (EPC) lukumäärä että niiden päästimulaattorin Stromaalista peräisin olevan tekijän (SDF-1α) tasot laskivat vasteena IH:lle diabeetikoilla verrattuna ei-diabeettisiin koehenkilöihin, mikä vahvistaa heikomman kyvyn korjata iskeemisiä vaurioita diabeteksessa.

Tässä ehdotetussa projektissa tutkitaan DFO:n (joiden tiedetään parantavan HIF-riippuvaista hypoksista signalointia) mahdollisuuksia kääntää heikentynyt kardiorespiratorinen ja angiogeneettinen vaste diabeettisilla potilailla.

Tutkimus suunnittelu. Se on sokkoutettu satunnaistettu ristikkäistutkimus, jossa tutkitaan DFO:n (50 mg/kg) tehoa vs. isotoninen suolaliuos, joka annettiin i.v. ennen ajoittaista hypoksiaa (IH), parantaakseen sydän- ja hengityselimistön ja angiogeneettistä vastetta diabeetikoilla. IH koostuu viidestä hypoksisesta jaksosta (13 % O2:n inspiroima happifraktio), joista kukin kestää 6 minuuttia, ja viidellä samanpituisella normoksistumisjaksolla (käytettiin HYKRAND-tutkimuksessa) 30 potilaalla, joilla on tyypin 1 diabetes ilman kliinisiä komplikaatioiden oireita. Tutkimus suoritetaan 4 vuorokauden ajan vähintään 2 kuukauden välein kahden hoidon välillä riittävän huuhtoutumisen varmistamiseksi ja rautasaostumien palauttamiseksi.

Menetelmät Tutkimuksen suunnittelu Tämä on satunnaistettu kaksoissokkotutkimus, joka suoritettiin potilailla, joilla on tyypin 1 diabetes ilman kroonisia komplikaatioita.

Potilaat satunnaistetaan (lohkosatunnaistuksella) (httpps://www.sealedenvelope.com/ simple-randomiser/v1/lists) - (A) Desferal (DFO) -käsittely tai (B) isotoninen suolaliuoskäsittely.

Sekä potilaat että henkilökunta sokeutuvat potilaan hoitoryhmään.

Koehenkilöitä kehotetaan pidättymään kofeiinipitoisista juomista 12 tuntia ja alkoholista 36 tuntia ennen testausta.

Päivä 1: Perusverinäytteitä kerätään aamulla ja sen jälkeen potilaat saavat Desferal (50 mg/kg) / suolaliuosta s.c. 6 tunnin ajan. Infuusion viimeisen tunnin aikana koehenkilöt altistetaan ajoittaiselle hypoksialle (IH). Verinäytteet ja sydän- ja verisuoni- ja hengityselinten (CR) mittaukset suoritetaan (kuten alla on kuvattu) välittömästi ennen IH:ta ja useina ajankohtina sen jälkeen.

Päivä 2: Verinäytteet otetaan aamulla. IH-altistuminen koostuu viidestä hypoksisesta jaksosta (13 % O2:n inspiroima happifraktio), joista kukin kestää 6 minuuttia, ja viidestä samanpituisesta normaalista taudista (yhteensä 1 tunti).

Päivä 1: verenpainetta, sykettä ja valtimoiden happisaturaatiota mitataan jatkuvasti. Jos happisaturaatio laskee 80 % tai ilmaantuu oireita, hypoksia keskeytetään, kunnes happitasot saavuttavat vähintään 80 %. Teknikko säätelee ja ohjaa hengitysjaksoja lääkärin valvonnassa siten, että potilas ei pysty havaitsemaan interventiota. Sen jälkeen suoritetaan kolme mittauskertaa: välittömästi (t2), 3 tunnin kuluttua (t3) ja 6 tunnin kuluttua (t4). T2:n jälkeen jokainen potilas sai yksilöllisen aterian ruokavaliotarpeen mukaan.

Sydän- ja hengityselinten testit.

Barrefleksin herkkyyden arviointi. Kaikki potilaat testataan makuuasennossa hiljaisessa huoneessa mukavassa lämpötilassa. Ennen kuin osallistujat liitetään uudelleenhengityspiiriin antibakteerisella suodattimella varustetun suukappaleen kautta, hengitetään spontaania huoneilmaa levossa 4 minuutin ajan perustietojen saamiseksi.

Jokaisen tilan aikana suoritetaan jatkuva happisaturaation (SaO2) mittaus pulssioksimetrillä ja vuoroveden CO2:n (CO2-et) jatkuva mittaus suukappaleeseen liitetyn kapnografin avulla. Elektrokardiogrammi tallennetaan rintajohdoilla, ja jatkuva noninvasiivinen verenpaine tallennetaan mansettimenetelmällä. Kaksi vyötä (sijoitetaan rinnan ja vatsan ympärille) tarkkailevat rintakehän hengitysliikkeitä. Pneumotakografi liitetään paine-eroanturiin ja asetetaan sarjaan uudelleenhengitysjärjestelmän uloshengityskomponenttiin mittaamaan hengitysteiden virtausta.

Barorefleksiherkkyys (BRS) mitataan spontaanin hengityksen aikana jokaisella mittauskerralla. Koska aiemmat tutkimukset eivät dokumentoineet yhden menetelmän parempaa suorituskykyä muihin verrattuna, seitsemän eri menetelmän keskiarvo: positiiviset ja negatiiviset sekvenssit, a-kerroin matala- ja korkeataajuuskaistalla ja sen keskiarvo, siirtofunktiotekniikka, ja R-R-välin SD-arvojen ja systolisen verenpaineen vaihteluiden suhde lasketaan. BRS:n lisäksi R-R-välin (SDNN) SD:tä käytettiin määrittämään globaali sykevaihteluindeksi. Tämä valinta tehdään sen tosiasian perusteella, että normaalijakauma on tässä muuttujassa selvempi verrattuna muihin vaihteluindekseihin (esim. varianssiin).

Hengityselinten aktiivisuuden määrittämiseksi arvioidaan hypoksinen ventilaatiovaste (HVR) ja hyperkapninen ventilaatiovaste (HCVR).

Sydämen autonominen toiminta määritetään suorittamalla neljä testiä viimeisimpien ohjeiden mukaan: syvä hengitys, suhde 30:15, Valsalva-liike ja systolisen verenpaineen vaste seisomiseen. Kardiovaskulaarinen autonominen neuropatia määritellään "kahden tai useamman epänormaalin testin läsnäoloksi".

Barorefleksiherkkyys (BRS) arvioidaan ennen (t1), välittömästi (t2), 3 tuntia (t3) ja 6 tuntia (t4) IH:n jälkeen.

Angiogeneettinen potentiaali arvioidaan samoissa päätepisteissä ja 24 tunnin kuluttua (päivä N3) mittaamalla seerumin relevanteista sytokiineista, jotka ovat HIF-1:n geenikohteita (ts. Verisuonten endoteelikasvutekijä (AVEGFA), stroomasoluista peräisin oleva tekijä 1a (SDF-1a), erytropoietiini jne.). HIF-signaloinnin suora vaste arvioidaan mir210:n seerumitasoilla, joita HIF säätelee yksinomaan.

EPC-vaste arvioidaan samoissa pisteissä hematopoieettisten esisolujen antigeenin (CD34+)/CD133-antigeenin/kinaasi-inserttidomeenireseptorin (KDR+) lukumäärän fluoresenssiaktivoidun solulajittelun (FACS) avulla.