Adaptations cellulaires à l'entraînement chez les patients atteints de diabète de type 2 (TrainAiD)
L'entraînement physique peut améliorer la santé métabolique des patients présentant une résistance à l'insuline et/ou un diabète de type 2 (DT2). Les changements cellulaires et moléculaires qui sous-tendent les améliorations de la santé métabolique sont multifactoriels et ne sont que partiellement compris, mais impliquent très probablement une adaptation au niveau de plusieurs organes qui comprend des améliorations de l'absorption du glucose dans les muscles squelettiques et de la sensibilité à l'insuline du tissu adipeux.
L'objectif de ce projet est d'étudier les différences transcriptionnelles dans le muscle squelettique et le tissu adipeux au départ et après un programme d'entraînement physique de 3 mois chez des patients obèses avec et sans DT2 et d'utiliser ces informations pour identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour l'amélioration de l'élimination du glucose. et la sensibilité à l'insuline chez les patients atteints de DT2.
Ainsi, les chercheurs visent à trouver des réponses à la question : Quel est le mécanisme derrière l'effet de l'activité physique sur la sensibilité à l'insuline dans le diabète de type 2 ?
Aperçu de l'étude
Statut
Les conditions
Intervention / Traitement
Description détaillée
Contexte et objectif
L'entraînement physique peut améliorer la santé métabolique des patients présentant une résistance à l'insuline et/ou un diabète de type 2 (DT2). Les changements cellulaires et moléculaires qui sous-tendent les améliorations de la santé métabolique sont multifactoriels et ne sont que partiellement compris, mais impliquent très probablement une adaptation au niveau de plusieurs organes qui comprend des améliorations de l'absorption du glucose dans les muscles squelettiques et de la sensibilité à l'insuline du tissu adipeux.
La littérature sur les effets d'une séance d'exercice aiguë sur l'absorption de glucose dans le muscle squelettique est abondante, mais jusqu'à présent, il existe un manque d'études portant sur la base moléculaire spécifique de l'effet de sensibilisation à l'insuline d'un entraînement physique régulier.
L'objectif de ce projet est d'étudier les différences transcriptionnelles dans le muscle squelettique et le tissu adipeux au départ et après un programme d'entraînement physique de 3 mois chez des patients obèses avec et sans DT2 et d'utiliser ces informations pour identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour l'amélioration de l'élimination du glucose. et la sensibilité à l'insuline chez les patients atteints de DT2.
Ainsi, les chercheurs visent à trouver des réponses à la question : Quel est le mécanisme derrière l'effet de l'activité physique sur la sensibilité à l'insuline dans le diabète de type 2 ?
Méthodes
Trente patients obèses avec (n=15) et sans (n=15) diabète de type 2 seront inclus dans l'étude.
Conception : Étude de cohorte Intervention : période d'intervention de 12 semaines consistant en un entraînement d'exercices aérobies 3 séances/semaine, 45 min/séance. Tous les entraînements sont supervisés. L'entraînement aérobie est réalisé sous la forme d'un entraînement sur vélo ergométrique à une intensité de 70 % de la consommation maximale d'oxygène (x2/sem.) et exercice d'aviron sur ergomètre à 70 % de la fréquence cardiaque maximale (x1/semaine). Au cours des semaines 3, 6 et 9, la VO2max est mesurée pour assurer un ajustement suffisant de la charge de travail pendant les séances d'entraînement.
Méthodes expérimentales : Avant (1-2 semaines) et après l'intervention, les tests et mesures suivants sont effectués :
Jour A : (Jeûne nocturne. Durée env. 3h)
- Absorptiométrie biénergétique à rayons X (DXA) (composition corporelle et graisse corporelle)
- Test d'effort gradué sur vélo ergomètre (taux maximal d'oxydation des graisses)
- Test de consommation maximale d'oxygène (VO2max)
- Force de préhension (par dynamomètre)
- Puissance des jambes (Power Rig et test assis-debout)
Jour B : (Jeûne nocturne. Durée env. 9h)
- Clamp euglycémique et hyperinsulinémique en 2 étapes
- Biopsie du muscle vaste latéral
- Biopsie graisseuse sous-cutanée bas-ventre
- Mesures de débit (artère fémorale par échographie Doppler et avant-bras par pléthysmographie à jauge de contrainte)
- Dépense énergétique (méthode hotte ventilée)
Les jours A et B sont répétés après la fin de l'intervention d'entraînement.
Méthodes analytiques:
- Biopsies musculaires et graisseuses : Capacité respiratoire mitochondriale et production d'espèces réactives de l'oxygène. Séquençage d'ARN à noyau unique (snSeq). Détermination du type de fibre et capillarisation.
- Échantillons sanguins : Hormones, métabolites et substrats (par ex. insuline, catécholamines, cortisol, glucose, lactate, pyruvate, corps cétoniques, cytokines et myokines). Analyse protéomique/peptidomique du plasma.
En résumé, cette étude révélera les types de cellules et les gènes du muscle squelettique et du tissu adipeux qui sont affectés par l'entraînement et/ou qui présentent une régulation différentielle chez les patients atteints de DT2 par rapport aux sujets témoins.
Considérations statistiques :
Un calcul de puissance indique qu'une différence significative dans la sensibilité à l'insuline induite par l'entraînement sera détectable lorsque n ≥ 10, sur la base d'une puissance = 0,95 et d'un niveau de signification défini sur P < 0,05. Cela permet un taux d'abandon de 15 à 20 % avec une certaine marge. L'analyse de modèles mixtes sera utilisée pour l'analyse des données phénotypiques et des outils bioinformatiques pour les données snSeq et pour l'interaction entre l'expression des gènes et des phénotypes.
Considérations éthiques:
Le projet a été approuvé par le Comité régional d'éthique de la région de la capitale (H-20046605) le 15 décembre 2020.
Type d'étude
Inscription (Anticipé)
Phase
- N'est pas applicable
Contacts et emplacements
Coordonnées de l'étude
- Nom: Maria Hansen, MD
- Numéro de téléphone: +4529210442
- E-mail: mariahan@sund.ku.dk
Lieux d'étude
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Copenhagen, Danemark, 2200
- Recrutement
- Xlab, Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen
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Contact:
- Flemming Dela, MD, DMSc
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Critères de participation
Critère d'éligibilité
Âges éligibles pour étudier
Accepte les volontaires sains
Sexes éligibles pour l'étude
La description
Critère d'intégration:
- Surpoids à obèses (IMC 28-35 kg/m2)
- ECG normal au repos
Spécifique pour les patients atteints de DT2 :
- En traitement antiglycémique avec régime +/- metformine, inhibiteurs du SLGT-2, sulfonylurée, inhibiteurs du GLP1-RA ou du DPPV-4
- Temps depuis le diagnostic max 4 ans
Critère d'exclusion:
- Diagnostiqué avec une maladie cardiovasculaire (hypertension mineure à modérée autorisée, définie comme prescrite au maximum deux médicaments antihypertenseurs différents)
- Épilepsie
- Maladie rénale (GFR<50 ml/min)
- Activité physique régulière
- Incapacité à effectuer des exercices de vélo et d'aviron sur ergomètre
- Incapacité à comprendre la langue danoise (écrite et parlée)
Spécifique pour les patients atteints de DT2 :
- Traitement à l'insuline
Plan d'étude
Comment l'étude est-elle conçue ?
Détails de conception
- Objectif principal: SCIENCE BASIQUE
- Répartition: NON_RANDOMIZED
- Modèle interventionnel: PARALLÈLE
- Masquage: AUCUN
Armes et Interventions
Groupe de participants / Bras |
Intervention / Traitement |
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EXPÉRIMENTAL: Diabète
Entraînement à l'exercice aérobie
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Période d'intervention de 12 semaines consistant en un entraînement d'exercices aérobiques 3 séances/semaine, 45 min/séance.
Tous les entraînements sont supervisés.
L'entraînement aérobie est réalisé sous la forme d'un entraînement sur vélo ergométrique à une intensité de 70 % de la consommation maximale d'oxygène (x2/sem.)
et exercice d'aviron sur ergomètre à 70 % de la fréquence cardiaque maximale (x1/semaine).
Au cours des semaines 3, 6 et 9, la VO2 max est mesurée pour assurer un ajustement suffisant de la charge de travail pendant les séances d'entraînement.
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EXPÉRIMENTAL: En bonne santé
Entraînement à l'exercice aérobie
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Période d'intervention de 12 semaines consistant en un entraînement d'exercices aérobiques 3 séances/semaine, 45 min/séance.
Tous les entraînements sont supervisés.
L'entraînement aérobie est réalisé sous la forme d'un entraînement sur vélo ergométrique à une intensité de 70 % de la consommation maximale d'oxygène (x2/sem.)
et exercice d'aviron sur ergomètre à 70 % de la fréquence cardiaque maximale (x1/semaine).
Au cours des semaines 3, 6 et 9, la VO2 max est mesurée pour assurer un ajustement suffisant de la charge de travail pendant les séances d'entraînement.
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Que mesure l'étude ?
Principaux critères de jugement
Mesure des résultats |
Description de la mesure |
Délai |
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Sensibilité à l'insuline
Délai: Changement par rapport au départ à 12 semaines
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Clamp hyperinsulinémique euglycémique
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Changement par rapport au départ à 12 semaines
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Débit sanguin
Délai: Changement par rapport au départ à 12 semaines
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Échographie Doppler à ondes pulsées (A.
femoralis) et pléthysmographie à jauge de contrainte d'occlusion veineuse (avant-bras)
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Changement par rapport au départ à 12 semaines
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L'expression des gènes sera déterminée quantitativement à la résolution cellulaire à l'aide d'un séquençage à noyau unique
Délai: Changement par rapport au départ à 12 semaines
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Les données snSeq seront analysées à l'aide d'approches informatiques de pointe pour détecter les changements dans la composition des types cellulaires et les différences dans les modèles d'expression génique de types cellulaires spécifiques.
Ces approches comprendront : I) des normalisations des comptages bruts ; II) sélection des caractéristiques basée sur la plupart des gènes variables ; III) Conos ou analyse de corrélation canonique pour aligner les cellules sur les échantillons ; IV) Visualisation à l'aide d'approches de réduction de la dimensionnalité telles que l'approximation et la projection uniformes (UMAP) et l'incorporation de voisins stochastiques à distribution t (t-SNE); V) Méthodes d'inférence de vitesse et de trajectoire d'ARN pour suivre les changements dans les identités de type cellulaire.
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Changement par rapport au départ à 12 semaines
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Mesures de résultats secondaires
Mesure des résultats |
Description de la mesure |
Délai |
|---|---|---|
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Homéostase du glucose
Délai: Changement par rapport au départ à 12 semaines
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Modifications de la concentration d'HbA1c
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Changement par rapport au départ à 12 semaines
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Gymnastique cardio-respiratoire
Délai: Au départ et après 3, 6, 9 et 12 semaines d'entraînement aérobique
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Modifications de la consommation maximale d'oxygène
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Au départ et après 3, 6, 9 et 12 semaines d'entraînement aérobique
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Collaborateurs et enquêteurs
Parrainer
Collaborateurs
Les enquêteurs
- Chercheur principal: Flemming Dela, MD, DMSc, University of Copenhagen
Dates d'enregistrement des études
Dates principales de l'étude
Début de l'étude (RÉEL)
Achèvement primaire (ANTICIPÉ)
Achèvement de l'étude (ANTICIPÉ)
Dates d'inscription aux études
Première soumission
Première soumission répondant aux critères de contrôle qualité
Première publication (RÉEL)
Mises à jour des dossiers d'étude
Dernière mise à jour publiée (RÉEL)
Dernière mise à jour soumise répondant aux critères de contrôle qualité
Dernière vérification
Plus d'information
Termes liés à cette étude
Termes MeSH pertinents supplémentaires
Autres numéros d'identification d'étude
- Training Adaptations in T2D
Plan pour les données individuelles des participants (IPD)
Prévoyez-vous de partager les données individuelles des participants (DPI) ?
Description du régime IPD
Informations sur les médicaments et les dispositifs, documents d'étude
Étudie un produit pharmaceutique réglementé par la FDA américaine
Étudie un produit d'appareil réglementé par la FDA américaine
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