Réponse des personnes atteintes d'ataxie-télangiectasie à la metformine et à la pioglitazone (RAMP)

La metformine est un médicament couramment prescrit, utilisé comme prise en charge médicale de première intention du diabète sucré de type 2 (DT2), mais aussi hors licence chez les non-diabétiques pour le syndrome des ovaires polykystiques (SOPK). Plus de 120 millions de personnes dans le monde se voient prescrire de la metformine. Malgré cela, son mécanisme d'action n'est pas entièrement compris. La tolérance et la réponse à la metformine varient considérablement d'un patient à l'autre, ce qui souligne la nécessité de poursuivre les recherches sur la pharmacocinétique et la dynamique du médicament.

En tant qu'équipe de chercheurs sur le diabète, notre groupe s'est intéressé à la génétique de la réponse aux médicaments dans le diabète. Une étude d'association à l'échelle du génome menée par des membres de notre groupe a mis en évidence le locus porteur du gène ATM comme lien potentiel avec la réponse à la metformine. Nous avons conçu cette étude pour étudier ce lien cliniquement. Ce faisant, nous espérons guider la gestion du diabète dans une condition appelée Ataxie Télangiectasie.

ATM (Ataxia Telangiectasia Mutated) est un gène impliqué dans la réparation de l'ADN - les mutations récessives homozygotes de ce gène provoquent l'ataxie télangiectasie (A-T), qui est associée à l'ataxie cérébelleuse, à la télangiectasie oculaire et aux cancers lymphoprolifératifs. L'incidence de l'A-T est comprise entre 1 sur 40 000 et 1 sur 100 000 naissances vivantes, bien que cela augmente considérablement avec les parents consanguins. Fait intéressant, A-T a également été associé à la résistance à l'insuline. Le "foie gras" et le diabète ont été documentés dans ce groupe de patients, mais il existe peu de recherches sur le lien entre A-T et ces conditions. Environ 1 personne sur 100 est porteuse d'une mutation de perte de fonction du gène ATM, qui est associée à un risque accru de cardiopathie ischémique et de certains cancers.

Plusieurs études de déficience en ATM dans un modèle murin ont été réalisées. Les souris Atm -/- présentent un défaut précoce de libération d'insuline stimulée par le glucose et développent plus tard une hyperglycémie et une résistance à l'insuline [1]. Des données non publiées du groupe McCrimmon de l'Université de Dundee suggèrent que les souris hétérozygotes pour un déficit en ATM ont une glycémie à jeun altérée, mais ont démontré une nette amélioration de la glycémie à jeun avec la metformine. Un article de Cell Reports, détaillant un modèle murin de déficience en ATM, démontre une résistance à l'insuline chez des souris déficientes en ATM, avec un phénotype lipodystrophique[2]. Ce phénotype (pauvreté de graisse sous-cutanée et augmentation de la graisse viscérale) a été atténué par l'utilisation de metformine et de thiazolidinedione (TZD).

Une petite étude publiée par le groupe Pearson de l'Université de Dundee, qui a comparé les données des tests oraux de tolérance au glucose (OGTT) chez les patients A-T par rapport aux individus en bonne santé, a confirmé une augmentation de la résistance à l'insuline chez les patients A-T [3]. Comme mentionné ci-dessus, une étude d'association à l'échelle du génome, également menée par le groupe Pearson, met en évidence le locus ATM en tant que lien génétique potentiel avec la réponse à la metformine [4, 5]. Avec les modèles de souris et les informations provenant d'études génétiques, cette étude vise maintenant à évaluer la résistance à l'insuline dans ce groupe de patients A-T et à comprendre comment ils réagissent aux médicaments couramment utilisés pour traiter la résistance à l'insuline / le diabète.

Le lien génétique potentiel entre l'ATM et la réponse à la metformine sera étudié. Jusqu'à présent, les études génétiques ne permettent pas de savoir comment le déficit en ATM affecte la réponse à la metformine d'un individu - sa réponse est-elle supérieure ou inférieure à celle de la population générale ? De même, l'ampleur de cette réponse n'a pas été quantifiée. Il existe des rapports anecdotiques de patients atteints d'A-T qui ont eu une nette amélioration du contrôle glycémique avec l'utilisation de la metformine. Des études sur des modèles de souris ont indiqué une réponse accrue à la metformine chez des souris hétérozygotes déficientes en ATM.

L'étude examinera également la réponse des personnes atteintes d'A-T aux TZD. Des études sur le modèle murin de A-T ont démontré une réponse à la pioglitazone TZD. Il convient de noter que la pioglitazone est désormais utilisée hors licence chez les non-diabétiques pour le traitement de la stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD) [6, 7], nous savons donc qu'elle est sans danger pour une cohorte de non-diabétiques.

Cette étude évaluera l'effet du déficit en ATM sur la réponse de la metformine et de la pioglitazone chez l'homme, en étudiant les personnes atteintes de A-T et en comparant leur réponse à celle d'un groupe témoin apparié.

Cette étude recrutera des personnes non diabétiques - 15 cas (personnes atteintes d'A-T) contre 15 témoins appariés selon l'âge et le sexe - dans un plan croisé. Les participants seront âgés de 18 à 30 ans. Ce groupe d'âge est le plus réaliste pour recruter des patients atteints d'A-T "classique", par opposition à une "variante légère", car les personnes atteintes d'A-T classique survivent rarement jusqu'à la trentaine. L'exclusion des personnes atteintes d'autres formes plus bénignes d'A-T fournira une différence plus détectable entre les deux cohortes. Les participants seront d'origine européenne blanche, car cela réduira les différences génétiques entre les individus. L'origine ethnique a également un effet sur la résistance à l'insuline d'un individu, par conséquent, tous les participants doivent être de la même ethnie.

L'étude est composée de deux périodes de traitement de huit semaines chacune, séparées par une période de sevrage d'une semaine. Le traitement initial sera avec la metformine, titrée à 1000 mg deux fois par jour. Le deuxième traitement sera la pioglitazone titrée à 30 mg une fois par jour.

L'étude durera environ 17 semaines au total et comprendra trois visites au centre de recherche clinique de l'hôpital Ninewells de Dundee. La première visite sera la plus longue, d'une durée de 1,5 jours, et les deux autres visites dureront une journée complète avec une courte visite préparatoire de 30 minutes la veille.

Plusieurs méthodes seront utilisées pour étudier la relation entre l'ATM, le diabète et la réponse aux médicaments :

• Tests de repas mélangés à double traceur avec calorimétrie indirecte (voir POS Études de traceur)
• IRM (voir POS IRM)
• Échantillonnage de sang et d'urine (voir POS Prélèvement d'échantillons)
• Biopsie graisseuse (voir POS Biopsie graisseuse)

En résumé, chaque individu aura trois études de suivi : une étude initiale au départ ; une seconde après huit semaines de metformine ; et une dernière étude de traceur après huit semaines de TZD, la pioglitazone. Les études de suivi impliquent un repas standardisé la veille de l'étude et un jeûne à partir de minuit en préparation. Aucun alcool ne doit être consommé pendant 24 heures avant l'étude. Le jour de l'étude du traceur, deux canules seront insérées, une dans chaque avant-bras. Une canule sera utilisée pour perfuser un traceur de glucose stable [6,6-2H2] pendant la durée de l'étude de huit heures. Après deux heures de cette infusion, le participant recevra un repas mixte contenant [U-13C] glucose (stable). Le participant est observé pendant six heures supplémentaires, tandis que la perfusion de [6,6-2H2] glucose se poursuit. Tout au long de l'étude des traceurs, du sang sera prélevé de la deuxième canule à plusieurs moments, pour permettre la mesure du glucose (y compris les traceurs), de l'insuline, du peptide C, du glucagon, du peptide de type glucagon 1 (GLP-1) et acides gras non estérifiés (AGNE). Un total de 150 ml de sang sera prélevé au cours de l'étude de traceur. L'urine est collectée en deux phases (avant et après le repas) lors de l'étude du traceur, pour la mesure de l'excrétion de glucose. La calorimétrie indirecte sera utilisée pendant des épisodes de vingt minutes à plusieurs moments pour mesurer l'utilisation du substrat au cours de l'étude. Cela implique que le participant porte une «cagoule» légère et dotée d'une visière transparente. L'ensemble de ces mesures nous permettra de modéliser les flux de glucose chez le participant et de calculer des indices de sensibilité à l'insuline. La répétition des études de traceurs sur deux anti-hyperglycémiants permettra de comparer ces indices sous et hors traitement.

Lors de la visite de référence, une IRM, un prélèvement sanguin et une biopsie de graisse auront lieu pendant la visite d'une demi-journée avant l'étude de traceur. Cela nous permettra d'évaluer la distribution des graisses à l'aide de l'IRM et d'obtenir du tissu adipeux pour mener des études en laboratoire afin d'évaluer la fonction des adipocytes et la réponse à la metformine et à la pioglitazone. Des échantillons de sang sont prélevés pour des « sangs de sécurité » (c'est-à-dire pour assurer une fonction rénale normale et une HbA1c <48 mmol/mol) mais également pour de futures analyses d'ADN, pour confirmer le diagnostic dans le groupe A-T et pour vérifier le statut de porteur des témoins.

Les visites deux et trois impliquent une journée complète au centre de recherche clinique (CRC) pour une étude de suivi. La veille du traceur, une courte visite d'une demi-heure pour obtenir des "sangs de sécurité" (dans ce cas, pour vérifier la fonction rénale) et fournir le repas standardisé est nécessaire pour préparer l'étude du traceur le lendemain.

Si cette étude peut confirmer cliniquement l'hypothèse selon laquelle les personnes atteintes d'un déficit en ATM répondent bien à la metformine ou à la pioglitazone, et que les personnes présentent une amélioration marquée de la résistance à l'insuline tout en prenant l'un ou l'autre des médicaments à l'étude, cette étude pourrait orienter la prise de décision clinique dans la prise en charge des patients atteints de A-T et stéatose hépatique / résistance à l'insuline.

Parallèlement aux études cliniques, des études d'expérimentation cellulaire seront menées sur des hépatocytes dérivés de cellules souches pluripotentes induites (IPSC) d'individus atteints de A-T, afin d'évaluer la réponse aux médicaments au niveau cellulaire. Il s'agira d'une collaboration avec le Sanger Institute de Cambridge, où ils ont déjà développé des hépatocytes dérivés d'IPSC à partir du sang de patients A-T. Ces cellules seront utilisées pour créer un modèle de réponse aux médicaments au niveau cellulaire. Ces lignées cellulaires ne proviennent pas directement de nos patients recrutés, mais servent de modèle cellulaire de A-T. Cependant, nous offrirons au groupe A-T la possibilité de donner du sang pour l'étude INSIGNIA, dirigée par l'Institut Sanger, qui est une étude axée sur l'étude des modèles de mutations (signatures) dans les maladies génétiques héréditaires et autres maladies évolutives (veuillez consulter INSIGNIA PIS et formulaires de consentement). Ceci est facultatif et participer à RAMP n'engage pas ceux qui ont A-T à contribuer à INSIGNIA.