Effetto del pioglitazone su TIMP-3 e TACE nel diabete di tipo 2 (PIO-TACE)

È stato dimostrato che il pioglitazone ha potenti effetti antinfiammatori e anti-aterosclerotici. Tuttavia, i meccanismi attraverso i quali pioglitazone esercita questi effetti non sono chiari. Proponiamo che l'inibitore tissutale della metalloproteinasi-3 (TIMP-3) e l'enzima di conversione del TNF-alfa (TACE) svolgano un ruolo importante nel miglioramento mediato dal pioglitazone nella sensibilità all'insulina e nella funzione endoteliale. Nei modelli animali, il pioglitazone a basso dosaggio inibisce la progressione della lesione e l'espressione della metalloproteinasi della matrice nelle placche aterosclerotiche avanzate. Riteniamo che una dose inferiore di Pioglitazone avrà anche effetti antinfiammatori senza i potenziali effetti negativi dell'aumento di peso.

Al fine di esaminare l'effetto di pioglitazone a basso dosaggio (15 mg/giorno) su TIMP-3 e TACE nei miglioramenti mediati da pioglitazone nella sensibilità all'insulina e nella funzione endoteliale, proponiamo di studiare soggetti con diabete mellito di tipo 2 (T2DM) che parteciperanno ai seguenti studi : (i) OGTT; (ii) DXA per il contenuto di grasso corporeo, (iii) morsetto iperinsulinemico euglicemico, (iv) biopsia del muscolo scheletrico.

Questo studio esaminerà l'effetto del pioglitazone su (1) attività dei substrati TIMP e TACE nel muscolo scheletrico e la loro relazione con la sensibilità all'insulina e adipocitochine-resistina, TNF-α e visfatina; (2) marcatori di infiammazione e aterosclerosi: proteina C-reattiva, VCAM-1, ICAM-1, endotelina 1, E-selectina, P-selectina, TNFrecI, TNFrecII, IL-6 rec. Quindici soggetti riceveranno placebo e 15 riceveranno pioglitazone.

Progettazione dello studio.

Design parallelo in doppio cieco controllato con placebo.

ENDPOINT

PRIMARY: Riduzione dell'espressione genica di TIMP-3 e TACE e dell'attività del substrato TACE nel muscolo scheletrico e nel tessuto adiposo.

SECONDARIO: Miglioramento di: (1) sensibilità all'insulina del muscolo scheletrico, (2) livelli plasmatici di FFA (acidi grassi liberi) e lipidi (3) riduzione delle concentrazioni di VCAM e ICAM.

PIANO DI RICERCA - PROTOCOLLO SPERIMENTALE Soggetti - Si prevede di studiare soggetti con T2DM (BMI 30-40 Kg/m2, età=18-70 anni, HbA1c <10%); di cui un numero uguale di soggetti in ciascun gruppo riceverà placebo/farmaco in studio. Con questo disegno di studio, saremo in grado di discriminare gli effetti del pioglitazone sull'attività del substrato TIMP3 e TACE e sull'espressione genica in pazienti con T2DM e soggetti non diabetici con sindrome metabolica. I soggetti in entrambi i bracci dello studio (placebo e farmaco in studio) saranno abbinati per età, BMI e HbA1c e gli effetti di Pioglitazone in questi soggetti saranno indipendenti dall'effetto ipoglicemizzante del farmaco. Saranno esclusi i soggetti diabetici che hanno ricevuto in precedenza insulina o che stanno assumendo un tiazolidinedione. Saranno studiati solo i pazienti diabetici che sono liberi da altre principali malattie d'organo. Verranno studiati solo i soggetti il ​​cui peso corporeo è stabile da almeno tre mesi e che non partecipano a un intenso esercizio fisico.

Prima dell'inizio del pioglitazone, tutti i soggetti parteciperanno ai seguenti studi:

(i) Visita di qualificazione: verranno eseguiti esame fisico, anamnesi, tracciato ECG, conta completa delle cellule del sangue, SMA 24 e profilo lipidico. Inoltre, saranno misurati i livelli a digiuno di colesterolo plasmatico totale/HDL/LDL, trigliceridi e marcatori di aterosclerosi e infiammazione (PCR: proteina C-reattiva) e ipercoagulabilità (inibitore dell'attivatore del plasminogeno -1), adiponectina, TNF-α e HbA1c. misurato in questo giorno.

(ii) OGTT (75 grammi) per valutare la tolleranza complessiva al glucosio e la secrezione di insulina. La biopsia del muscolo vasto laterale verrà eseguita 30 minuti prima dell'inizio dell'OGTT.

(iii) Misurazione della massa corporea magra e della massa magra con scansione Dual Energy Xray Absorptiometry (DXA).

(iv) La reattività dell'arteria brachiale con vasodilatazione mediata dal flusso post ischemico e la risposta alla nitroglicerina sublinguale saranno eseguite lo stesso giorno in cui viene eseguita la DXA.

Al completamento degli studi di cui sopra, i soggetti verranno assegnati in modo casuale a ricevere placebo o pioglitazone alla dose di 15 mg al giorno per 24 settimane. I soggetti riceveranno consulenza dietetica prima dell'inizio della terapia con pioglitazone e verrà chiesto di consumare un ADA standard, dieta per il mantenimento del peso durante lo studio. I pazienti saranno visitati per il follow-up ogni 2 settimane. Ad ogni visita di follow-up verranno determinati l'anamnesi intermedia, la pressione sanguigna, il polso, il peso e la concentrazione di glucosio plasmatico a digiuno. Ogni 4 settimane verrà misurata l'attività del substrato TIMP e TACE, adiponectina, visfatina, proteina C-reattiva (CRP) e marcatori di infiammazione e aterosclerosi (VCAM-1, ICAM-1, endotelina 1, E-selectina, P-selectina). Inoltre, ogni mese misureremo HbA1c, lipidi plasmatici e test di funzionalità epatica. Dopo 24 settimane di trattamento con pioglitazone tutti i soggetti avranno una ripetizione: (i) misurazione della massa corporea grassa e magra mediante DXA, (ii) OGTT, (iii) biopsia del vasto laterale.

La durata totale dello studio dall'inizio del pioglitazone/placebo sarà di 26-30 settimane. Gli studi di riferimento saranno eseguiti per un periodo da 1 a 4 settimane. Gli studi ripetuti verranno eseguiti durante le ultime 24-30 settimane di terapia con pioglitazone.

Metodi BIOPSIA MUSCOLARE OGTT E PERCUTANEA

Tutti i soggetti saranno ammessi al Centro di ricerca clinica generale (GCRC) del South Texas Veterans Healthcare System, Divisione Audie Murphy, San Antonio, Texas il giorno dello studio tra le 6:45 e le 8:00. Ai soggetti non sarà consentito mangiare o bere nulla dopo le 22:00 della sera prima, fino al completamento dello studio. Verso le 7:30 i soggetti ingeriranno 75 grammi di glucosio. I campioni di plasma per le concentrazioni di glucosio, insulina e C-peptide verranno prelevati a -30, -15 e 0 minuti e successivamente ogni 15 minuti per due ore. A 30 minuti prima dell'inizio dell'OGTT, verrà eseguita una biopsia muscolare del muscolo vasto laterale. Dopo l'iniezione di xilocaina, viene praticata un'incisione di 5 mm 10-15 cm sopra la rotula e l'ago per biopsia viene inserito nel muscolo. L'ago è collegato all'aspirazione e si ottengono circa 200 mg di tessuto muscolare. Tutte le biopsie muscolari saranno conservate in azoto liquido entro 15 secondi, fino al trattamento per analisi specifiche.

Saremo in grado di derivare dall'OGTT una stima molto affidabile della secrezione di insulina e della sensibilità all'insulina calcolando l'indice "MATSUDA" e l'indice OGIS (Oral Glucose Insulin Sensitivity). È stato ripetutamente dimostrato che questi indici si correlano molto bene con i risultati ottenuti dal morsetto euglicemico.

Da tre a sette giorni dopo, il contenuto di grasso corporeo sarà determinato dalla DXA.

MORSETTO IPERINSULINEMICO EUGLICEMICO:

In un giorno separato, i soggetti saranno ammessi al General Clinical Research Center (GCRC) del South Texas Veterans Healthcare System, Audie Murphy Division, San Antonio, Texas, tra le 6:45 e le 8:00 per un euglicemico iper-insulinemico (80 mU (milli-Unità)/m2•min) morsetto. La calorimetria indiretta continua (Deltatrac, Sensormedics, Anaheim, CA) verrà eseguita per 30 minuti prima dell'inizio del clamp insulinico e durante il periodo di 150-180 minuti del clamp insulinico per calcolare i tassi di ossidazione del glucosio e dei lipidi. Dopo aver ottenuto i campioni basali per l'insulina, C-peptide, viene somministrata una dose iniziale di insulina per i primi 10 minuti, seguita da un'infusione costante. A 5 minuti viene infusa una velocità variabile di glucosio per mantenere la glicemia plasmatica a ~100 mg/dl per 180 minuti.

Al completamento degli studi di cui sopra, tutti i soggetti (diabetici, sindrome metabolica non diabetica) inizieranno con pioglitazone alla dose di 15 mg al giorno e continueranno per 24 settimane. I soggetti riceveranno consulenza dietetica prima dell'inizio della terapia con pioglitazone e verrà chiesto di consumare un ADA standard, dieta per il mantenimento del peso durante lo studio. I pazienti saranno visitati per il follow-up ogni 2 settimane. Ad ogni visita di follow-up verranno determinati l'anamnesi intermedia, la pressione sanguigna, il polso, il peso e la concentrazione di glucosio plasmatico a digiuno. Ogni mese misureremo HbA1c, lipidi plasmatici, test di funzionalità epatica, adipocitochine e marcatori infiammatori come descritto in precedenza. Dopo 4 mesi di trattamento con pioglitazone i soggetti dovranno ripetere: (i) misurazione della massa corporea grassa e magra mediante DXA, (ii) OGTT con biopsia del vasto laterale.