Enquêter sur les profils métaboliques et lipidomiques associés à des notes variables de maculopathie diabétique et de rétinopathie dans le sud du Pays de Galles (IMLADRIS)

Introduction

La rétinopathie diabétique (DR) exerce un énorme fardeau sur les services cliniques ophtalmiques à travers le monde comme l'une des principales causes de vision réduite chez les adultes de l'âge de travail [1,2]. Cela ne s'aggravera que lorsque la population se développe avec des estimations de 700 millions de patients dans le monde d'ici 2045, avec une augmentation des personnes atteintes de DR à partir d'environ 103 millions en 2020 à 160 millions en 2045 [3]. La physiopathologie du DR est mal caractérisée, et bien que nous comprenions certains aspects du processus pathologique, certains restent inexplorés.

Au début du développement du DR, il y a une dégradation de la barrière sanguin-rétinienne avec perte de péricytes. Cela permet une fuite de constituants vasculaires dans la rétine et également l'écoulement des marqueurs métaboliques du tissu rétinien dans la circulation systémique [4]. Il existe un certain nombre d'aspects de ce processus qui justifient une enquête plus approfondie dans une perspective des perturbations métaboliques qui se produisent et de ce qui pourrait les conduire.

Au début du développement de la RD, il y a une perturbation de l'autorégulation du flux sanguin vers la rétine avec une perturbation apparente du métabolisme de l'arginine, comme en témoigne l'analyse métabolomique sérique [5,6]. Ces preuves et preuves des altérations ultérieures de l'oxydation des acides gras ainsi que de la synthèse des lipides complexes sont dérivées de modèles animaux et d'études de petites population dans des cohortes ethniques très spécifiques, telles que les Indiens Pima aux États-Unis [5,7]. En outre, il semble y avoir des preuves limitées d'un effet sur le métabolisme de la purine qui est cruciale pour la synthèse de la phosphocholine et de la phosphatidyléthanolamine [8].

Parallèlement à la perturbation de la synthèse de ces lipides cruciaux, le métabolisme des céramides est perturbé par une réduction des cérarides "probarrier", à très longue chaîne et une production accrue de céramides pro-apoptotiques "à chaîne plus courte" [9-12]. Cela fournit un lien avec le bénéfice thérapeutique potentiel du fenofibrate qui a été démontré dans les études à grande échelle qu'il a un effet bénéfique sur la RD indépendamment de ses effets sur les niveaux de lipoprotéines de faible densité (LDL) sériques [9,13]. Ceci est potentiellement dû à la modification du métabolisme et de la synthèse du céramide, un processus qui est bien établi pour être perturbé chez les personnes atteintes de diabète [14].

Toutes ces preuves donnent un aperçu de certaines petites zones de métabolisme lipidique dérégulé et de fonction dans la rétine, mais une image plus cohérente est nécessaire pour vraiment comprendre le rôle dans le développement potentiel des biomarqueurs ainsi que la compréhension des rôles potentiellement mécanistes que le métabolisme lipidique peut jouer dans le contexte du DR.

Un domaine d'intérêt émergent est l'interaction entre le microbiome intestinal et les maladies rétiniennes. Dans ce nouveau domaine, il existe des preuves que la constitution du microbiome intestinal peut influencer la pathologie rétinienne que les individus développent à travers une interaction complexe de facteurs circulants. Une fois que ce facteur est le métabolite d'un acide tauroursodéoxycholique d'acide biliaire (Tudca) [15-18]. Cela agit sur le récepteur du récepteur 5 (TGR5) à couplé Takeda G exprimé dans la rétine, et a des preuves qu'il réduit l'accès des cellules inflammatoires dans la rétine qui la protégeait du développement du DR et préserve des photorécepteurs [15-18]. Cependant, les preuves sont quelque peu rares et il n'y a pas de compréhension complète de la façon dont cet effet peut se produire, et s'il est en effet reproductible dans différents environnements expérimentaux.

Dans le cadre de cette étude, nous visons à étudier les changements dans les lipides dans le sang qui peuvent refléter les changements délétères du métabolisme des lipides rétiniens, résultant non seulement de la perte mais également de la perte d'intégrité de la barrière sanguin-rétinienne, et de la manière dont cela pourrait être affecté par les marqueurs circulants associés au métabolisme altéré.

Arrière-plan

Le Dr présente un grand défi pour la pratique clinique et la prestation de soins de santé publique des pays à revenu faible et intermédiaire à des pays à revenu élevé comme le Royaume-Uni [1]. En tant que tels, tout aperçu des voies mécanistes qui pourraient être exploitées pour traiter le DR à un stade précoce offrent potentiellement un grand avantage pour soulager les systèmes de santé d'une grande quantité de patients nécessitant un traitement plus intensif avec une charge plus importante des soins de suivi.

Vital pour le développement de toute nouvelle thérapie ou biomarqueur réussi est une compréhension approfondie des mécanismes physiopathologiques fondamentaux par lesquels la maladie initie et se développe. Actuellement, il existe une bonne compréhension de certains aspects de la RD, tels que le rôle du facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF) dans la conduite du changement prolifératif et l'augmentation de la perméabilité des vaisseaux qui sous-tend l'œdème maculaire diabétique (DMO) [19]. Cependant, il est relativement peu compris sur les changements métaboliques qui se produisent dans la rétine pour stimuler la production de VEGF.

Fondamentalement, il est bien établi que le mauvais contrôle glycémique prédispose à la pire DR [20,21]. Cependant, cette variation de l'hémoglobine A1c (HbA1c) ne représente probablement que 6,6% du risque de développer des visions menaçant DR [5,22]. Il est essentiel que nous comprenions mieux le risque inexpliqué pour fournir de meilleurs soins précoces pour les personnes atteintes de DR.

Actuellement, nous avons une poignée d'études sur les changements dans le métabolisme des lipides chez les personnes atteintes de DR et plusieurs études dans des modèles murins [7,7,9-12,18]. À l'heure actuelle, cela ne forme pas une image cohérente des voies lipidiques vraiment perturbées et peut bien sous-tendre les premiers changements en DR. Dans les études antérieures, il a été postulé que le métabolisme complexe des sphingolipides et des céramides peut en partie refléter les différences dans les personnes atteintes de DR et sans DR [7,10,11]. Cependant, cela n'a pas été répété dans différents groupes de patients et non validés dans une autre population.

De même, il existe un certain nombre d'études sur le rôle du microbiome intestinal dans les maladies rétiniennes [16,23-26]. Il existe un nombre encore plus petit qui se concentre sur la diversité des microbiomes intestinaux et le développement DR [26,27]. Surtout, il semble y avoir de bonnes preuves que le microbiome intestinal peut influencer le développement de DR via des voies encore mal définies [27].

Notre étude proposée vise à étudier les changements dans le métabolisme des lipides chez les personnes ayant différents niveaux de DR, avec ces connaissances, nous serons en mesure de mieux comprendre comment ces changements peuvent prédisposer aux individus à développer divers grades de DR et potentiellement fournir de nouvelles cibles thérapeutiques pour une intervention future.

Question de recherche

Y a-t-il des lipides plasmatiques de sang qui pourraient refléter différents stades de DR, potentiellement agir comme un biomarqueur pour guider le dépistage et donner un aperçu mécaniste de la physiopathologie de la RD?

Étude

Objectifs et objectifs

Objectif principal

- Pour étudier le lipidome sérique chez les personnes atteintes de gravité différente de DR

Objectifs secondaires

• Pour comparer les marqueurs lipidomiques chez ceux avec et sans maculopathie diabétique pour acquérir des informations mécanistes potentielles
• Pour étudier l'interaction des marqueurs circulants associés au microbiome et comment il pourrait influencer le métabolisme lipidique dans la rétine et la gravité de la RD exprimée par un individu
• Pour cartographier les voies du métabolisme lipidique qui pourraient contribuer au développement de différentes notes de DR

Méthode

Type d'étude

Étude de contrôle cas-témoins

Aperçu de l'étude

Étude cas-témoins observationnelle comparant les profils lipidomiques et métabolomiques chez les personnes atteintes de diabète et divers degrés de DR et DMO comme indiqué ci-dessous. Ils seront sélectionnés et recrutés via la fréquentation et l'identification de la clinique de routine à partir de notre base de données actuelle des patients DR. Ils recevront des informations concernant l'étude avant le consentement.

La suite de ces données sera collectée à partir de leurs dossiers de cas, notamment les données démographiques de base, les antécédents médicaux, la thérapie actuelle du diabète et les détails de leur diagnostic ophtalmique, y compris les paramètres pertinents de la tomographie par cohérence optique (OCT) et l'examen clinique, y compris le logarithme de l'angle minimum de résolution (logmar). Ils fourniront du sérum et des échantillons d'urine. Pour minimiser l'impact de l'étude sur les participants et les coûts supplémentaires impliqués, cette collection d'échantillons sera prise lors de visites de routine dans la mesure du possible par les membres de l'équipe de recherche de l'hôpital Prince Philip (PPH).

Les participants auront toutes les données pseudo-anonymisées sur la collecte avec une base de données d'informations identifiables et les ID d'étude désignés conservés dans le fichier d'étude dans HDDUHB dans un bureau sécurisé verrouillé. Comme il s'agit d'une étude cas-témoins d'observation, il n'y aura pas de randomisation, et l'aveuglement ne se produira qu'au stade du traitement et de l'analyse de l'échantillon et l'équipe de recherche de HDDUHB n'aura accès qu'aux données pseudo-anonyées.

Populations d'étude, sélection des sujets, recrutement et calendrier d'étude

Identification et recrutement des participants potentiels rétrospectifs:

Les patients éligibles seront identifiés à partir des dossiers de cas par l'équipe de soins directs de la base de données DR préexistante HDDUHB et d'autres sources cliniques, y compris les dossiers de fréquentation des cliniques. L'inclusion des infirmières de recherche dans le cadre de l'équipe de livraison de recherche permettra une organisation plus efficace de la visite de l'étude, notamment le consentement éclairé et la collecte d'échantillons par les infirmières de recherche dans le cadre de l'étude sur la fréquentation normale de la clinique. Cela améliore l'efficacité de l'organisation des visites d'étude autour des visites en clinique. Cela a été discuté avec des patients atteints de diabète qui ont convenu qu'il s'agissait d'une approche acceptable et préférable pour leur faciliter la disposition de la visite de collecte d'échantillons.

Ces patients seront contactés sur un processus ad hoc via une lettre d'invitation et une fiche d'information sur les participants (IP) et le dépliant GDPR le plus récent pour les patients du service de R&D HDDUHB. Cela sera suivi par l'équipe de recherche avec un entretien téléphonique des infirmières de R&D. Cela respectera le calendrier de dépistage du téléphone (voir l'annexe) si le participant communique sa volonté de participer. Cette «interview» comprendra largement la vérification d'une volonté potentielle des participants de participer, une évaluation de leur éligibilité et de l'organisation de la visite de l'étude - cela ne fera pas partie de la collecte de données de recherche. S'ils souhaitent être inclus dans l'étude, une visite au service de la R&D sera organisée autour de leur participation à la clinique standard. Cette visite sera pour une évaluation plus approfondie de l'admissibilité avant le consentement éclairé et la collecte d'échantillons.

Recrutement potentiel:

Les patients fréquentant des cliniques de service de rétine médicale avec DR nouvellement diagnostiqué de divers degrés ou DMO seront envoyés un PIS, le dépliant GDPR le plus à jour pour les patients du service R&D HDDUHB et la lettre d'invitation avant la fréquentation de la clinique. Le clinicien d'examen discutera ensuite de l'étude avec le patient et les invitera à participer avant l'examen clinique. Dans le cas d'un patient éligible qui est un nouveau cas identifié le jour, le clinicien peut présenter l'étude et fournir le PIS et la lettre d'invitation au patient tout en attendant les analyses OCT et l'examen clinique. Le clinicien partagera ensuite les détails potentiels des participants avec l'équipe de livraison de recherche pour organiser la visite de l'étude, notamment une évaluation supplémentaire de l'éligibilité, un consentement éclairé et une collecte d'échantillons.

De plus, il y aura des affiches publicitaires de l'étude publiée au sein de PPH qui contiendra des coordonnées pour l'équipe d'étude afin que les participants potentiels intéressés puissent contacter l'équipe d'étude. Après cela, ils recevront la lettre d'invitation et les IP, qui seront suivis d'un appel téléphonique de l'équipe de livraison de recherche pour évaluer l'admissibilité et le plan de la fréquentation de leur étude.

Ceci est décrit dans le schéma d'écoulement suivant:

Un consentement sera donné lors de la participation au service de la R&D si la personne accepte de participer et répond aux critères d'inclusion et d'exclusion.

Nous viserons à recruter 14 à 20 patients dans les groupes définis ci-dessous dans la section 2.2.4, Cela satisferait les calculs de puissance décrits ci-dessous.

Critères d'éligibilité

Les critères d'inclusion seront:

Diagnostic du diabète sucré de type 2

Les critères d'exclusion seront:

Les participants ne peuvent pas ou ne veulent pas consentir à l'inclusion dans l'étude sur le traitement antérieur avec des thérapies intravitréennes pour le participant potentiel DMO atteint d'une maladie infectieuse connue qui peut mettre l'équipe d'étude en danger (par exemple. TB, VIH, hépatite) âgés de 17 ans ou moins ou 81 ans ou plus de l'état génétique sous-jacent connu affectant le métabolisme lipidique

Les participants seront alloués à l'un des six groupes, en fonction de leurs différentes notes de maladie des yeux diabétiques comme détaillé ci-dessous:

Groupe 1 - Pas de rétinopathie ou de maculopathie diabétique Groupe 2 - Moincement préprolifératif DR Groupe 3 - Pré-prolifération modérée DR Groupe 4 - DR sévère DR Group 5 - DR prolifératif DR Groupe 6 - DMO avec n'importe quel degré de DR et pas de traitement antérieur

Calcul de puissance

Calcul de puissance

Pour les résultats principaux des marqueurs lipidomiques, nous avons basé nos calculs sur trois études précédentes. Le premier est Yun et al., 2020, qui a démontré des concentrations modifiées de l'acylcarnitine C16 (AC (C16: 0). Ici, AC (C16: 0) était en moyenne de 0,35 μM de moins chez ceux avec DR que ceux sans (moyenne ± écart-type: 0,125 ± 0,025 μm vs 0,09 μm). La deuxième étude est celle de He et al., 2024, qui compare divers lipides entre ceux avec T2DM et DR par rapport à ceux avec T2DM et sans DR. Dans ainsi, les personnes atteintes de céramide T2DM et DR ont démontré (D18: 0/24: 0) (CER (D18: 0/24: 0)) de 22,36 Données transformées Log2 à 23,00 chez celles sans DR avec un écart-type d'environ 0,5 Units log2.

Utilisation de la formule ci-dessous pour le calcul des tailles d'échantillon:

n = 2 [(z_α + z_π) ^ 2 / {((μ_obs-μ_con)) / σ} ^ 2]

D'où, z provient de la distribution normale normalisée, représentant la signification et la puissance. Nous définissons le niveau de signification à 5% (chance d'une erreur de type I), Z_α = 1,96. Nous définissons la puissance (π) à 90% (100% - β, le risque d'une erreur de type II) donnant Z_π = 1,282.

Cela a généré une taille de groupe de 11 pour AC (C16: 0) et 13 pour CER (D18: 0/24: 0). Ainsi, des groupes d'au moins 14 devraient fournir une puissance adéquate en fonction des calculs ci-dessus.

Plan d'analyse statistique

Traitement des données d'analyse statistique: Utilisation de protocoles standard déjà établis dans le groupe de JLG en utilisant l'extraction et la normalisation des données standardisées pour les logiciels de techniques lipidomiques et métabolomiques: Pychem, Umetrics Simca, R Studio, Metaboanalyst 3.0 et Roccet. Analyse des données: ANOVA bidirectionnelle univariée appropriée pour les données paramétriques et les tests de Kruskal-Wallis pour les données non paramétriques seront utilisés pour les tests statistiques de paramètres cliniques appropriés. Une analyse statistique multivariée comprenant PLS-DA et une analyse de grappes héritage des réseaux métaboliques seront effectuées pour les données lipidomiques et métabolomiques. L'analyse de régression sera utilisée pour l'analyse des paramètres cliniques et des biomarqueurs potentiels. L'analyse de courbe caractéristique de fonctionnement du récepteur sera utilisée pour évaluer leur performance à discriminer différentes graves de DR et DMO.

Seuil de signification: P <0,05 avec des corrections pour les taux de fausses découvertes.

Étude des résultats

Le résultat de l'étude sera terminé l'analyse des lipides circulants pour donner un aperçu de la question de savoir s'il y a des changements dans les lipides et les métabolites circulants systémiques qui pourraient être associés au DR et potentiellement fournir un mécanisme explicatif pour l'expression de la maladie différentielle chez différents individus.

Échelle de temps

L'étude s'appliquera au parrainage HDDUHB via le Research Quality and Srainoring Group (RQSG) d'ici octobre 2024, en vue de procéder à la NHS REC et HRA / HCRW Review en novembre / décembre 2024. Le statut de portefeuille sera évalué dans le cadre de la revue HRA / HCRW. Après les approbations et la configuration locale, la date cible pour commencer le recrutement est de janvier 2025, avec des visites d'étude pour commencer à la mi-janvier 2025 jusqu'à 12 mois à janvier 2026. L'analyse se produira à partir de juillet 2025 et la finalisation des résultats et la soumission de publication à partir d'avril 2026 avec une analyse continue du plasma sanguin et des métabolites et lipides d'urine jusqu'en janvier 2030 uniquement pour cette étude ici. Le temps de rétention est plus long que l'analyse initiale afin que toute réanalyse puisse être effectuée en cas de différence dans les résultats ou pour valider les résultats de l'étude. Une fois cette analyse terminée, des échantillons seront détruits, cela pourrait être avant janvier 2030.

La fin de l'étude est définie comme l'achèvement de toutes les visites d'étude et l'achèvement de toutes les analyses métabolomiques et lipidomiques sur les échantillons prélevés.

Politique de publication

Les résultats seront soumis pour une publication et une présentation examinées par des pairs lors de conférences pour la diffusion. Dans tous les cas de publication ou de présentation, seules des informations anonymisées seront publiées à partir desquelles aucun participant individuel ne sera identifiable à partir des données groupées. Il n'y aura pas d'études de cas individuelles ou de publication de données qui permettraient d'identifier un volontaire. À des fins de publication, Francis Sanders sera le premier auteur, Rebecca Thomas, le deuxième auteur, Colm Mcalinden, le troisième auteur, Julian Griffin Adultime auteur et Eirini Skiadaresi l'auteur final. Tout rapport sera partagé avec le sponsor de l'étude, HDDUHB, HCRW et toute l'équipe de collaboration, et tous les participants auront la possibilité de recevoir une copie des rapports publiés.

La propriété des données résultant de cette étude réside avec l'équipe d'étude et leurs employeurs respectifs. Toute propriété intellectuelle résultant de cette étude sera partagée entre les contributeurs de l'étude conformément à leur contribution proportionnelle.