Relation entre la résistance à l'insuline et le diabète de type 2 induit par les statines et le profilage intégratif des omiques personnels

1. IMPORTANCE

   Les statines et le risque de DT2 : le traitement par statines est associé à une augmentation des incidents de DT2.1-4 5

   Mécanisme du DT2 induit par les statines : il n'est pas clair si les statines augmentent le risque de DT2 en diminuant l'action, la sécrétion ou les deux de l'insuline. Plusieurs manuscrits ont été publiés qui améliorent considérablement la compréhension du lien entre l'utilisation des statines et le DT2 incident. Swerdlow, et al.2, sur la base de preuves issues d'analyses génétiques et d'essais randomisés, ont conclu que le risque accru de DT2 noté avec les statines est au moins "partiellement expliqué par l'inhibition de la HMG-coenzyme A réductase (HMGCR)". Ils ont également noté une association entre la prise de poids et les variantes de l'HMGCR chez les patients traités aux statines, ce qui conduit à l'idée que la diminution de la sensibilité à l'insuline contribue au diabète induit par les statines. Dans ce contexte, Cederberg et al.9 ont montré dans une vaste étude prospective (n=8749 hommes) que les participants traités avec des statines (n=2142) avaient une augmentation de 46 % du DT2 incident, associée à une diminution de 24 % de l'insuline sensibilité et une diminution de 12 % de la sécrétion d'insuline évaluée par des mesures de substitution.

   Identification des personnes présentant un risque accru de DT2 induit par les statines : Des études de 3 essais cliniques randomisés avec l'atorvastatine par le groupe de David Waters 1,3,4 ont démontré que « la glycémie à jeun de base, l'indice de masse corporelle, l'hypertension et les triglycérides à jeun étaient des prédicteurs indépendants du DT2." Ces anomalies forment un groupe attribué à la résistance à l'insuline.10 Étant donné que la résistance à l'insuline est un prédicteur du développement du DT2, il semble probable que plus les individus sont résistants à l'insuline avant le traitement, plus leur risque de développer un DT2 induit par les statines est grand.

   Dans ce contexte, relativement peu d'attention a été accordée au rôle que l'hétérogénéité métabolique chez les patients présentant des concentrations élevées de LDL-C pourrait jouer dans le DT2 induit par les statines. Plus précisément, les sujets ayant des concentrations élevées de LDL-C, dont les concentrations plasmatiques de triglycérides (TG) sont également élevées, sont résistants à l'insuline, hyperinsulinémiques et intolérants au glucose par rapport à ceux ayant des niveaux isolés de LDL-C. En tant que tel, ce sous-groupe de patients présentant des concentrations élevées de LDL-C peut être considéré comme étant à un « point de basculement », et tout effet indésirable des statines sur l'action et/ou la sécrétion de l'insuline, quelle que soit la manière dont il est médié, les expose à un risque accru de développer un diabète induit par les statines. En effet, nous avons montré (Kohli et al)1 que les patients présentant à la fois une résistance à l'insuline (telle qu'estimée par des TG élevés) et un prédiabète présentent un risque particulièrement élevé de DT2 induit par les statines.

   Nous cherchons à répondre à 2 questions importantes sans réponse : les statines affectent-elles principalement la résistance à l'insuline ou la sécrétion d'insuline ? ; Existe-t-il des sous-ensembles d'individus les plus à risque de DT2 induit par les statines ?

2. JUSTIFICATION, HYPOTHÈSE

   Raisonnement:

   Le DT2 se développe lorsque les individus résistants à l'insuline ne peuvent pas maintenir le degré d'hyperinsulinémie compensatoire nécessaire pour maintenir une tolérance normale au glucose. Cependant, d'importantes questions fondamentales demeurent. Par exemple, quel est le lien cellulaire/moléculaire entre le traitement aux statines et les modifications de l'action et de la sécrétion de l'insuline ?

   Cette proposition est basée sur la prémisse que l'étude de l'effet des statines sur l'action de l'insuline et la sécrétion d'insuline à l'aide de méthodes "de référence" aidera à déterminer si les statines affectent négativement le risque de DT2 en augmentant la résistance à l'insuline ou en diminuant la sécrétion d'insuline. Nous utilisons le test de suppression d'insuline (avec lecture de la glycémie à l'état d'équilibre, SSPG) pour déterminer la sensibilité à l'insuline et le test de perfusion de glucose gradué (avec lecture du taux de sécrétion d'insuline, ISR) pour déterminer la sécrétion d'insuline avant et après traitement par statine chez les personnes non diabétiques.

   Nous émettons l'hypothèse qu'un traitement par atorvastatine 40 mg/jour pendant environ 10 semaines altère la sensibilité à l'insuline et/ou la sécrétion d'insuline et que cet effet peut être exacerbé chez les personnes présentant une résistance à l'insuline sous-jacente. Ainsi, nous prévoyons d'examiner l'effet de l'atorvastatine non seulement chez tous les participants, mais également dans des sous-ensembles d'individus présentant une résistance à l'insuline au départ (qui sera enrichie en recrutant des volontaires présentant des taux plasmatiques élevés de TG (≥ 150 mg/dL) au départ. La raison en est que les TG plasmatiques sont une mesure de substitution de la résistance à l'insuline avec une corrélation modeste avec la mesure directe de la résistance à l'insuline (glycémie à l'état d'équilibre) mesurée par le test de suppression de l'insuline. Sur le plan clinique, les sujets présentant des taux élevés de TG avant le traitement par statine bénéficieraient d'un bénéfice clinique substantiel des statines, et l'un des objectifs secondaires des chercheurs est de démontrer qu'une simple mesure de la concentration plasmatique de TG (en tant que substitut de la résistance à l'insuline) peut aider à identifier ceux qui sont le plus à l'aise. risque de perturbations du contrôle glycémique induites par les statines. Par conséquent, nous proposons de recruter des volontaires non diabétiques à haut risque de DT2, indemnes de maladie cardiovasculaire athéroscléreuse connue (ASCVD), ne recevant pas de statines, éligibles à un traitement par statines selon les directives ACC/AHA (American College for Cardiology/American Heart Association) 2013 .11 Nous ciblerons également les efforts de recrutement pour enrichir les sujets présentant une concentration plasmatique de TG ≥ 150 mg/dL afin de nous assurer que nous recrutons des sujets dans toute la gamme de sensibilité à l'insuline.

   Hypothèse : Nous émettons l'hypothèse qu'un traitement à haute intensité par l'atorvastatine pendant environ 10 semaines altère la sensibilité à l'insuline et/ou la sécrétion d'insuline et que cet effet peut être exacerbé chez les personnes présentant une résistance à l'insuline sous-jacente.

3. ÉTUDIER LE DESIGN

   Taille de l'échantillon

   • Nous visons à recruter et retenir 75 participants au total dans cette étude.

   Lieu d'étude

   • Unité de recherche clinique et translationnelle (CTRU) au 800 Welch Road, Palo Alto, CA 94304.

   Durée

   • Nous prévoyons que l'ensemble de l'étude prendra 4 à 5 ans jusqu'à la fin de l'analyse des données. Chaque candidat éligible qui consent volontairement à participer à l'étude sera actif dans l'étude pendant un total de 5 mois à partir de la sélection jusqu'à la fin de sa dernière visite.

4. PROCÉDURES D'ÉTUDE

   Recrutement

   Les stratégies de recrutement préliminaires comprendront :

   Les bénévoles seront recrutés dans la région de la baie de San Francisco par le biais d'annonces dans les journaux, de dépliants affichés et du site de réseautage social NextDoor ainsi que des cliniques de cardiologie préventive de Stanford Health Care. Notre objectif est d'assurer le recrutement dans un large éventail de sensibilités à l'insuline. Des travaux antérieurs de notre groupe et d'autres ont montré que des concentrations plasmatiques élevées de TG sont associées à une augmentation de la résistance à l'insuline, évaluée par des mesures de référence. Par conséquent, nous ciblerons les publicités pour enrichir les personnes ayant des niveaux élevés de TG (> 150 mg/dL) comme substitut à une résistance accrue à l'insuline.

   Visites des participants et procédures

   Les participants potentiels seront initialement sélectionnés lorsqu'ils appellent ou envoient un e-mail en réponse à des annonces de recrutement ou à une lettre de leur médecin décrivant l'étude comme suit :

   L'admission préliminaire se fera par téléphone.

   Visite 1 visite de dépistage.

   Visite 2 : Test oral de tolérance au glucose (OGTT) : Ce test prendra environ 3 heures.

   i) Statut glycémique : les participants seront classés comme ayant une tolérance normale au glucose (NGT), une glycémie à jeun altérée isolée (IFG), une tolérance altérée au glucose isolée (IGT) ou une IFG/IGT12 combinée. De plus, la réponse glycémique plasmatique totale intégrée au cours de l'OGTT sera calculée par la méthode trapézoïdale (Glucose-AUC).

   ii) Fonction des cellules β : Les calculs de l'indice de sensibilité à la sécrétion d'insuline-2 (ISSI-2) seront utilisés pour quantifier la fonction de sécrétion d'insuline 13, si pour une raison quelconque une étude de perfusion de glucose graduée n'est pas effectuée. L'ISSI-2 est une méthode validée dérivée de l'OGTT pour mesurer la fonction des cellules β, analogue à l'indice de disposition obtenu à partir du test de tolérance au glucose par voie intraveineuse 14. Il est calculé en multipliant la réponse insulino-sécrétoire au cours de l'OGTT (Insuline-AUC/Glucose-AUC) par la résistance à l'insuline (indice de Matsuda).

   Les résultats de glycémie à jeun et sur 2 heures seront discutés avec le participant à l'étude et une copie des résultats lui sera remise.

   Visite 3. Infusion de glucose graduée, GGIT 15,16 : Ce test prendra environ 6 heures.

   Ce test est conçu pour évaluer la capacité du pancréas à produire de l'insuline en réponse à une perfusion de glucose graduée. Au cours de ce test, les sujets auront deux petits cathéters IV placés, un dans chaque bras. Un IV sera utilisé pour prélever des échantillons et l'autre pour l'infusion de glucose. Pendant le GGIT, des perfusions intraveineuses continues de glucose seront administrées à des débits progressivement croissants : 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 8 kg/min en six périodes de perfusion d'une durée de 40 min. Des échantillons de sang seront prélevés pour mesurer les concentrations de glucose, d'insuline et de peptide C à jeun et à 30 min et 40 min de chaque période de perfusion. Les deux valeurs au cours des 10 dernières minutes de chaque période de perfusion seront moyennées. La quantité de sang prélevée pour ce test sera de 47,5 ml.

   Visite 4. Test de suppression de l'insuline, IST 17,18 : Ce test prendra environ 6 heures.

   Ce test est conçu pour déterminer la sensibilité à l'insuline du corps entier. Après un jeûne nocturne, les sujets auront un intraveineux placé dans chaque bras. L'un pour le prélèvement sanguin et l'autre pour la perfusion d'octréotide (0,27 μg/m2/min), d'insuline (32 mU/m2/min) et de glucose (267 mg/m2/min) pendant 180 minutes. Pendant le test, l'insuline endogène est supprimée et tous les individus reçoivent la même concentration d'insuline, en fonction de leur surface corporelle. Le sang est prélevé toutes les 30 minutes pendant 150 minutes puis à intervalles de 10 minutes de 150 à 180 minutes de la perfusion pour mesurer les concentrations plasmatiques de glucose et d'insuline. La moyenne des quatre dernières valeurs est utilisée comme concentrations plasmatiques d'insuline (SSPI) et de glucose (SSPG) à l'état d'équilibre pour chaque individu. Comme les concentrations de SSPI sont similaires chez tous les sujets pendant l'IST, la concentration de SSPG fournit une mesure directe de la capacité de l'insuline à médier l'élimination d'une charge de glucose perfusée ; plus la concentration de SSPG est élevée, plus l'individu est résistant à l'insuline. Des laboratoires pour vérifier la fonction rénale et hépatique ainsi qu'un bilan lipidique et un test de grossesse urinaire (le cas échéant) seront effectués lors de cette visite. Le sang prélevé ou IST sera de 58,5 ml et de 5 ml pour les laboratoires SHC.

   Des laboratoires pour iPOP seront tirés à ce moment et des échantillons supplémentaires seront obtenus pour l'analyse du transcriptome, du microbiome, du métabolome et du protéome dans le sang ; écouvillons nasaux, de la langue et de la surface de la peau; urine; et tabouret.

   Le médicament à l'étude, l'atorvastatine 40 mg, sera administré aux participants à l'étude, une fois que tous les laboratoires auront été examinés et que les participants seront qualifiés.

   Visite 5-7 : Les visites auront lieu toutes les 2 semaines pour un total de 10 semaines sur le médicament à l'étude (statine). Les participants seront évalués pour tout effet secondaire ou événement indésirable (EI) sur la statine. L'adhésion aux médicaments à l'étude sera évaluée à chaque visite.

   Visite 8 : Poids, signes vitaux et HGPO décrits ci-dessus.

   Visite 9 : Répétez GGIT comme décrit ci-dessus.

   Visite 10 : Répétez les tests de laboratoire IST et iPOP et les échantillons comme décrit ci-dessus. À la fin de cette visite, la statine sera arrêtée et le participant à l'étude sera programmé pour des visites de suivi de 4 et 8 semaines.

   Visite 11 : Un mois de visite d'étude sur les statines - le poids, les signes vitaux et les tests de laboratoire iPOP et les échantillons seront effectués comme décrit ci-dessus.

   Visite 12 : Dernière visite d'étude - le poids, les signes vitaux et les tests de laboratoire iPOP et les échantillons seront effectués comme décrit ci-dessus.

   Les participants seront invités à remplir un questionnaire sur leur statut d'activité physique, leurs habitudes alimentaires et leur stress au moment de chaque iPOP.

5. CONSIDÉRATIONS STATISTIQUES

Sur la base de nos travaux antérieurs19, nous avons calculé qu'avec 60 sujets, nous serions en mesure de détecter un changement de 8 % de la concentration de SSPG et un changement de 8 % de l'ISRAUC après un traitement par l'atorvastatine avec une puissance de 80 % et un niveau de signification bilatéral de 5 % en utilisant un test t pour échantillons appariés. Ainsi, nous avons estimé qu'il fallait recruter 75 sujets avec un taux d'abandon anticipé de 20 %.

Les statistiques sommaires seront présentées sous forme de médiane (écart interquartile) ou de nombre (pourcentage) de participants, sauf indication contraire. Les tests de Shapiro-Wilk seront utilisés pour évaluer la normalité des données, et les variables qui ne sont pas distribuées normalement seront transformées en log. Les variations en pourcentage des variables seront calculées par la formule : [(valeur à la fin de l'étude) - (valeur de référence) / valeur de référence] x 100. Des tests t pour échantillons appariés seront utilisés pour comparer les moyennes de base et de fin d'étude. Des tests t sur un échantillon seront utilisés pour évaluer si les variations en pourcentage des variables sont significativement différentes de zéro (pas de changement). Les coefficients de corrélation de Pearson seront calculés pour déterminer la force de l'association entre les variables d'intérêt. Des analyses de sous-groupes prédéfinis seront effectuées en stratifiant les sujets résistants à l'insuline par rapport aux sujets sensibles à l'insuline. La concentration médiane de SSPG sera utilisée pour définir les sujets comme étant insulino-résistants ou sensibles à l'insuline. Les moyennes des groupes résistants à l'insuline et sensibles à l'insuline seront comparées par des tests t d'échantillons indépendants et les proportions par des tests du chi carré ou des tests exacts de Fisher. Les analyses statistiques seront effectuées à l'aide du logiciel statistique IBM SPSS version 26.0.