Effets de l'intervention du régime méditerranéen sur les cardiopathies diabétiques

Conception de l'étude : L'étude est un essai clinique interventionnel prospectif, sans insu et randomisé comparant ModMeD à un régime cardiaque standard chez 48 (24 par bras) patients hospitalisés atteints de DM de type II programmés pour CABG à MMC et qui doivent rester à l'hôpital pendant quatre (4) jours ou plus avant la chirurgie.

Bien qu'il ne soit pas possible de mettre en aveugle les sujets ou les cliniciens, les chercheurs de laboratoire traitant les échantillons et analysant les réponses biologiques à l'intervention seront mis en aveugle. Plus précisément, les échantillons de tissus seront anonymisés et codés avant d'être transférés au laboratoire.

Objectif principal : Déterminer si un régime méditerranéen provoque des changements rapides de la teneur en lipides (tel que déterminé par spectrométrie de masse) et de l'activité des cellules cardiaques (telle que déterminée par le niveau d'expression de ERBB2) chez les patients atteints de TIIDM subissant un pontage coronarien au MMC.

Armes d'étude :

1. Régime DM cardiaque standard (SCaDMD) pendant le séjour hospitalier (avant et après la chirurgie CABG)
2. Régime méditerranéen (MedD) pendant le séjour hospitalier (avant et après la chirurgie CABG)

Recrutement des sujets : 48 patients adultes hospitalisés (âge ≥ 18 ans diagnostiqué avec un diabète de type II avec un taux d'hémoglobine A1c supérieur à 7,5 % et une maladie coronarienne avec revascularisation chirurgicale planifiée (CABG)) seront inscrits au MMC. D'autres critères d'inclusion comprennent un séjour hospitalier préopératoire planifié d'au moins 4 jours et la volonté d'avoir le menu restreint du régime méditerranéen pendant la durée de leur séjour en hospitalisation.

Processus de consentement éclairé : via une dérogation HIPAA partielle approuvée par l'IRB, l'équipe clinique sélectionnera les patients éligibles qui doivent subir un pontage coronarien. Les sujets éligibles seront contactés par leur équipe clinique pour évaluer leur intérêt à participer à l'étude. Les patients qui manifestent leur intérêt seront approchés par un membre de l'équipe de l'étude pour expliquer pleinement l'étude et obtenir un consentement éclairé. Les patients qui signent le formulaire de consentement éclairé pour cette recherche auront accepté : 1) d'avoir des mesures corporelles de base 2) d'être randomisés pour consommer un régime méditerranéen ou le régime cardiaque standard de DM pendant leur séjour à l'hôpital, 3) de subir une procédure de biopsie à ce moment-là de leur PAC et de faire un don de tissu myocardique ventriculaire de la taille d'un grain de riz, 4) faire un don de tissu habituellement jeté pendant la chirurgie (tissu auriculaire droit cardiaque, muscle squelettique et graisse), 5) donner un total de 30 ml de sang prélevé à 3 points de temps : avant, pendant et 4 jours après la chirurgie CABG, 6) pour remplir des questionnaires sur leur consommation alimentaire et 7) permettre l'examen de leur dossier médical pour leurs informations sur la santé cardiovasculaire. Le consentement éclairé inclura les responsabilités détaillées du patient, telles que remplir avec précision le questionnaire diététique et respecter les restrictions alimentaires, y compris l'exigence que les familles des patients n'apportent pas d'aliments de l'extérieur aux patients. Les patients intéressés et leurs familles auront amplement l'occasion de poser des questions.

Procédures d'étude

Questionnaire diététique : Après avoir obtenu leur consentement éclairé, tous les sujets rempliront un questionnaire diététique (DHQ II) qui leur sera fourni par une diététiste agréée des étages de cardiologie pour patients hospitalisés de MMC. Le DHQ II est un questionnaire en ligne sur la fréquence des aliments proposé par le NIH (https://epi.grants.cancer.gov/dhq2/about). Le DHQI original a été élaboré par la Direction de l'évaluation des facteurs de risque et validé pour montrer qu'il fournit des estimations raisonnables des éléments nutritifs 26-29. Le DHQII est une version mise à jour avec 10 produits alimentaires supplémentaires (134 au lieu de 124) et 8 compléments alimentaires. Le DHQII a 4 versions qui diffèrent par les délais et les questions sur la taille des portions. Nous utiliserons l'option d'un mois (annexe A) qui inclut la taille des portions. Il s'agit d'un questionnaire auto-administré à remplir par le patient qui dure environ une heure. Les sujets se verront proposer la version en ligne via tablette portable ou une version papier. Les données DHQII seront analysées à l'aide du logiciel Diet*Calc disponible gratuitement auprès du NCI (https://epi.grants.cancer.gov/dhq2/dietcalc/). Ce programme génère des estimations de l'apport en nutriments et en groupes d'aliments pour les versions standard du DHQII utilisées dans cette étude. Les données du questionnaire alimentaire nous permettront de mener un certain nombre d'analyses exploratoires qui n'ont jamais été tentées auparavant. Par exemple, nous chercherons des associations entre l'abondance de certaines espèces lipidiques et l'apport en graisses insaturées et saturées du patient.

Anthropométrie de base : la taille (m) et le poids (kg) seront mesurés à l'aide d'un équipement clinique standard et seront vérifiés par un membre de l'équipe d'étude. Ces informations seront utilisées pour calculer l'indice de masse corporelle (IMC) au moment de l'inscription. Un membre de l'équipe d'étude mesurera également la circonférence de la taille et des hanches.

Randomisation : Une fois que les sujets ont été sélectionnés pour leur éligibilité et ont donné leur consentement éclairé, ils seront randomisés selon un rapport 1:1 pour l'une des deux interventions diététiques. La randomisation sera mise en œuvre par le statisticien de l'étude et impliquera une stratification par sexe en blocs alternés de 4 et 6. Le randomiseur nQuery sera utilisé pour créer le schéma de randomisation ; la liste de randomisation sera transférée dans des enveloppes scellées, opaques et numérotées séquentiellement, un jeu pour chaque strate. Au moment de la randomisation, la prochaine enveloppe numérotée sera ouverte pour déterminer l'affectation du groupe d'étude. Les diététistes de l'étude s'assureront que les affectations diététiques sont communiquées et suivies.

Régime DM cardiaque standard (SCaDMD) : Conformément aux directives nutritionnelles actuelles, tous les sujets recevront des instructions standard et le menu diététique (annexe B) ​​d'un diététicien MMC. sur la base de leurs diagnostics de DM et de maladie coronarienne. Les patients se verront prescrire un régime cardiaque, qui est un régime pauvre en graisses, et si le praticien le souhaite, des restrictions supplémentaires en sodium ou en glucides peuvent être incluses au cas par cas. Les diététistes de l'étude superviseront l'enregistrement quotidien de la consommation alimentaire record depuis l'inscription jusqu'au jour 4 après la chirurgie CABG en 1) interrogeant directement, 2) en examinant les commandes de nourriture passées par le patient et 3) en examinant les plateaux de nourriture à la fin des repas.

Régime méditerranéen (MedD) : les diététistes agréés du MMC ont créé un sous-menu (annexe C) à partir du menu existant pour les patients hospitalisés du MMC qui est conforme au régime méditerranéen tel que décrit par Casas et al. (2016)20 et a été utilisé dans l'essai PREDIMED. La seule différence entre le régime méditerranéen utilisé dans cette étude et celui utilisé dans l'essai PREDIMED est l'exclusion du vin et du sofrito, une sauce utilisée comme base dans la cuisine espagnole, italienne, portugaise et latino-américaine. Cela était dû aux limites de la cafétéria MMC. Lors de la randomisation, les diététistes de l'étude rencontreront le sujet pour examiner le ModMeD et guider leur sélection d'aliments. Les diététistes de l'étude rencontreront également les infirmières d'étage pour expliquer la différence entre le régime standard et le régime méditerranéen et pour expliquer les procédures de l'étude pour enregistrer la consommation alimentaire. Les diététistes de l'étude superviseront l'enregistrement de la consommation alimentaire quotidiennement depuis l'inscription jusqu'au jour 4 après la chirurgie CABG en 1) interrogeant directement, 2) en examinant les commandes de nourriture passées par le patient et 3) en examinant les plateaux de nourriture à la fin des repas.

Collecte d'échantillons biologiques : du tissu cardiaque ventriculaire, du tissu cardiaque auriculaire et du muscle intercostal squelettique seront prélevés sur les participants à l'étude au cours de leur chirurgie CABG. Des échantillons de sang seront prélevés à trois moments : 1) lors de l'inscription (le jour du questionnaire et des mesures anthropomorphiques), 2) le jour de l'intervention chirurgicale et 3) avant la sortie de l'hôpital. Tous les échantillons seront anonymisés, codés, emballés conformément aux réglementations de catégorie B et transportés par courrier à MMCRI. Les échantillons seront reçus, enregistrés et traités par du personnel de laboratoire qualifié. Tout tissu excédentaire non utilisé pour cette étude sera mis en banque et distribué par la BioBank pour des recherches non spécifiées si le consentement du patient a été obtenu à cette fin.

Manipulation des échantillons : les échantillons de sang seront laissés à température ambiante pendant 15 à 20 minutes, puis centrifugés pendant 30 minutes. Le surnageant (sérum) sera collecté et stocké sur de la glace pour être transporté au MMCRI. Nous avons effectué des tests pour évaluer la stabilité des lipides dans le sérum sanguin et avons constaté que les lipides sont stables jusqu'à 3 heures à température ambiante. Tous les tissus seront congelés dès que possible et transportés congelés sur de la neige carbonique au MMCRI. Tous les échantillons de sérum et de tissus seront conservés à -80 °C. L'expérience a montré que les échantillons restent inchangés pendant plus d'un an dans ces conditions. L'analyse des échantillons sera effectuée lorsque tous les échantillons auront été prélevés.

Tissu ventriculaire : Des biopsies épicardiques de la paroi libre du ventricule gauche antérieur (VG) (1,5 mm x 1,5-7 mm de profondeur/longueur) seront obtenues chez des patients subissant un pontage par leur chirurgien cardiaque au moment de la chirurgie25,30. Plus précisément, la biopsie sera effectuée après le début de la perfusion du pontage cardiopulmonaire et une fois que l'aorte aura été clampée et que la cardioplégie aura été administrée. Une zone approximativement de la taille d'un grain de riz à la surface de la paroi antérieure du ventricule gauche exempte de graisse épicardique sera choisie pour la biopsie. La biopsie sera réalisée en parallèle avec d'autres procédures pour préparer le patient aux greffes et n'augmentera pas la durée globale de la chirurgie. Le tissu sera placé dans une solution tampon physiologique pour les isolements cellulaires ou l'extraction des lipides pour le profilage lipidomique. Les isolements cellulaires seront effectués dès que possible après la réception des tissus au MMCRI. Les tissus qui seront utilisés pour les extractions de lipides peuvent être congelés à -80°C.

Tissu auriculaire : Le tissu auriculaire proviendra de l'appendice auriculaire droit (RAA) mis au rebut pendant la chirurgie. Le tissu auriculaire est considérablement plus grand que la biopsie ventriculaire et nous permet de subdiviser chaque échantillon. Une pièce sera placée dans un tampon physiologique pour l'isolement cellulaire. Une deuxième pièce sera placée dans du formol et utilisée pour l'immunofluorescence. Le troisième sera stocké dans la solution RNAlater® pour stabiliser l'ARN jusqu'à l'extraction. La pièce finale sera congelée pour l'isolement des fractions de cavéoles, le profilage lipidomique et protéique et le transfert Western.

Tissu musculaire intercostal squelettique : Le muscle intercostal est retiré pendant la chirurgie afin d'accéder à l'artère mammaire interne gauche, qui est utilisée pour fournir une greffe de pontage. Le muscle squelettique intercostal mis au rebut sera divisé en deux morceaux, l'un congelé pour l'isolement des fractions de cavéoles, le profilage lipidomique et protéique et le transfert Western, et le second placé dans du formol et utilisé pour l'immunofluorescence, placé dans un tampon physiologique pour l'isolement cellulaire, ou placé dans la solution RNAlater® pour stabiliser l'ARN jusqu'à l'extraction.

Sang : Un échantillon de sang de base sera prélevé par ponction veineuse une fois avant la chirurgie (le jour de l'administration du questionnaire sur le régime alimentaire lorsque le patient subit des prises de sang quotidiennes cliniquement indiquées) pour évaluer l'expression des monocytes de CAV ainsi que les profils lipidomiques plasmatiques. Des échantillons de sang de suivi seront prélevés à deux autres moments : le jour de la chirurgie via une voie centrale et 4 jours après la chirurgie et avant la sortie par ponction veineuse. Les échantillons de sang seront prélevés dans 2 tubes de 5 ml, un tube anticoagulant ACD (Acid Citrate Dextrose) et un tube SST à bouchon rouge et réfrigérés ou traités dans les 3h.

Collecte de données : Les dossiers médicaux des participants seront examinés pour extraire les données démographiques et cliniques comme spécifié ci-dessous. La collecte des données des patients aura lieu lors de l'inscription et environ 1 mois après la chirurgie (pour un maximum de trois six mois). Les données seront saisies dans une base de données REDCap spécifique à l'étude, conforme à la loi HIPAA, ainsi que des données spécifiques à l'intervention (données du questionnaire, mesures anthropomorphiques et informations sur le régime alimentaire). Ces données, qui incluent les noms des patients et d'autres identifiants, ne seront accessibles qu'aux investigateurs cliniques. Les données de laboratoire seront conservées séparément. Les données cliniques seront codées et exportées pour être regroupées avec les données de laboratoire et analysées sans autres identifiants personnels. Le lien vers le code ne sera accessible qu'aux investigateurs cliniques.

Informations personnellement identifiables

1. Nom
2. Date de naissance
3. Numéro de dossier médical
4. Jour d'hospitalisation
5. Date de la chirurgie
6. Date de sortie 7.7.2 Démographie

1. Âge (années) 2. Sexe (F/H) 3. Race/Ethnie (catégories OMB) 4. Antécédents de tabagisme (jamais/ancien/actuel ; si ancien/actuel, pack années) 7.7.2 Antécédents médicaux

1. Date du diagnostic
2. Niveaux d'HbA1c
3. Données standard sur le profil lipidique 7.7.2 Renseignements sur les médicaments au moment de l'inscription

1. Médicaments antidiabétiques (médicaments, dose, fréquence) 2. Médicaments hypolipémiants (médicaments, dose, fréquence) 3. Médicaments antihypertenseurs (médicaments, dose, fréquence) 7.7.3 Données spécifiques à l'essai

1. Scores du questionnaire alimentaire pour l'apport en nutriments et en groupes d'aliments
2. Mesures anthropomorphiques (taille, poids, IMC, tour de hanches et de taille)
3. Respect du régime alimentaire quotidien (oui ou non ; si non, quel aliment n'était pas conforme)
4. Apport calorique journalier
5. Poids pendant l'intervention
6. Moment des prélèvements sanguins
7. Données de laboratoire de recherche (données d'expression de ERBB2, données de lipidomique) 7.7.4 Résultats cliniques

1. Médicaments à la sortie 2. Morbidité post-opératoire et survie à 30 jours post-opératoire

8.0 Procédures de laboratoire

8.1 Niveaux d'expression de ERBB et d'autres protéines : L'expression de ERBB2 à la surface cellulaire dans les cellules endothéliales auriculaires sera évaluée par cytométrie en flux. De plus, les niveaux de ERBB2, CAV1/3 et IRS-1 seront déterminés par Western blot à l'aide d'anticorps spécifiques (CAV1 : BD# 610058, souris ou signalisation cellulaire ; CAV3 : BD# 610420, souris IRS-1 : BD#611395 , souris. pY989-IRS-1 : Santa Cruz, SC-17200-R, lapin, total ERBB2 : Life Technologies. pERBB2/Tyr1248 : Millipore, 06-229, en association avec chèvre anti-IgG de lapin conjugué FITC, Abcam, ab6717). Les niveaux de pAkt seront évalués dans les monocytes circulants prélevés dans le sang total ainsi que dans les cellules endothéliales auriculaires et ventriculaires isolées.

Analyse supplémentaire des lipides et des protéines : la composition lipidique des échantillons de plasma de référence sera comparée à celle obtenue à partir des échantillons de tissus auriculaires et ventriculaires correspondants pour évaluer dans quelle mesure les lipides circulants à jeun représentent le contenu des tissus.

Une suspension de cellule unique non myocytaire sera préparée à partir de tissu auriculaire en utilisant la digestion par la collagénase II/Dispase II comme décrit36. Le récepteur ERBB et les niveaux de CAV1 et 2 en conjonction avec des marqueurs spécifiques aux cellules seront mesurés par cytométrie en flux.

Considérations statistiques

Taille/Puissance de l'échantillon : les données pilotes ont été utilisées pour déterminer les niveaux probables de plusieurs mesures dans notre population d'étude et en ont choisi une à utiliser pour une analyse de puissance, l'expression de surface cellulaire ERBB2 dans les cellules endothéliales auriculaires. Les données pilotes utilisant la cytométrie en flux basée sur la fluorescence ont révélé une moyenne de 9,56 et un écart-type de 3,14 pour cette mesure chez les patients diabétiques (Fig. 3). Ainsi, la taille de l'échantillon cible de 24 patients dans chaque groupe d'étude permettra de détecter une différence de 2,64 dans cette mesure (supposée être similaire dans le groupe témoin à nos données préliminaires et supérieure dans le groupe d'intervention) avec une puissance de 80 % et une seuil de signification de 0,05. Les analyses secondaires de la teneur en lipides plasmatiques et de la signalisation des monocytes seront des analyses de mesures répétées, ce qui ajoutera une puissance supplémentaire étant donné que nous aurons plusieurs observations par personne, et enlèvera une certaine puissance étant donné la nécessité d'ajuster les valeurs p pour plusieurs comparaisons par point dans le temps.

Analyses : Il s'agira d'une analyse en intention de traiter. Le succès de la randomisation sera évalué en comparant les caractéristiques des patients au départ à l'aide de proportions ou de moyennes et de SD à l'aide de tests du chi carré ou de tests t de Student, selon le cas. Changements au sein du groupe (c'est-à-dire delta score) et les différences entre les groupes dans les mesures prises à des points de temps en série (sérum sanguin) seront analysées par un modèle mixte ANOVA à mesures répétées ; le modèle mixte sera nécessaire parce que les patients sont susceptibles d'avoir une durée d'exposition alimentaire différente et, par conséquent, un nombre différent de mesures répétées. Les variables d'intérêt sont le temps, le groupe de traitement et le temps par interaction de traitement. Les résultats du modèle seront utilisés pour estimer les valeurs moyennes et les changements au fil du temps pour les comparaisons au sein des groupes et entre les groupes. Des techniques graphiques et des valeurs p spécifiques à un point dans le temps seront utilisées pour identifier l'évolution dans le temps de tout changement observé, par exemple, la rapidité avec laquelle l'intervention diététique pourrait entraîner des différences dans les mesures examinées. La signification sera identifiée au niveau P<0,05, avec un ajustement approprié pour les comparaisons multiples, le cas échéant. Dans les analyses lipidomiques, un taux de fausses découvertes de 0,05 sera défini et les valeurs P corrigées par FDR seront rapportées. La relation linéaire entre le changement des mesures de signalisation spécifiques (niveaux ERBB) et le changement des espèces lipidiques (SM et autres classes) sera examinée à l'aide du coefficient de corrélation de Pearson. L'analyse sera effectuée dans SAS.