- ICH GCP
- Registro degli studi clinici negli Stati Uniti
- Sperimentazione clinica NCT02622295
Plasticità muscoloscheletrica dopo lesione del midollo spinale
I pazienti con lesioni del midollo spinale (SCI) sperimentano sindrome metabolica, diabete, obesità, ulcere da decubito e malattie cardiovascolari a tassi molto maggiori rispetto alla popolazione generale. Un metodo di riabilitazione per prevenire o invertire le conseguenze metaboliche sistemiche della LM è una necessità urgente. Lo scopo di questo studio è determinare la dose di attività muscolare che può migliorare un fenotipo muscolare ossidativo e migliorare i marcatori clinici della salute metabolica e del turnover osseo nei pazienti con LM. L'obiettivo a lungo termine di questa ricerca è sviluppare interventi basati sull'esercizio fisico per prevenire condizioni di salute secondarie come il diabete e proteggere in ultima analisi la qualità della vita correlata alla salute (QOL). Obiettivo specifico 1: confrontare i cambiamenti nella regolazione genica del muscolo scheletrico in individui che ricevono una posizione di resistenza attiva ad alta frequenza (HF) e una posizione di resistenza attiva a bassa frequenza (LF) per 3 anni. Ipotesi 1: l'espressione di geni che regolano il metabolismo del muscolo scheletrico sosterrà che HF e LF istigano entrambi uno spostamento verso un fenotipo muscolare ossidativo. Una nuova scoperta sarà che LF è un potente regolatore delle vie ossidative nel muscolo scheletrico. Obiettivo specifico 2: confrontare i cambiamenti nei marcatori sistemici della salute metabolica e del turnover osseo in individui con LM che ricevono HF o LF per 3 anni. Ipotesi 2: HF e LF ridurranno entrambi i livelli di glucosio/insulina e il punteggio HOMA (valutazione del modello dell'omeostasi).
Obiettivo secondario: misurare la QOL riferita dal soggetto utilizzando la metrica del sondaggio EQ-5D. Ipotesi 3: i soggetti HF e LF mostreranno una tendenza verso un miglioramento della qualità della vita autodichiarata dopo 3 anni. Ci sarà un'associazione tra miglioramento metabolico e migliore percezione della qualità della vita. Queste osservazioni sosterranno che questo intervento ha una forte fattibilità per la futura traduzione clinica.
Panoramica dello studio
Stato
Condizioni
Tipo di studio
Iscrizione (Effettivo)
Fase
- Non applicabile
Contatti e Sedi
Luoghi di studio
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Iowa
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Iowa City, Iowa, Stati Uniti, 52242
- University of Iowa
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-
Criteri di partecipazione
Criteri di ammissibilità
Età idonea allo studio
Accetta volontari sani
Sessi ammissibili allo studio
Descrizione
Criterio di inclusione:
- Motore completo SCI (AIS A-B)
Criteri di esclusione:
- Ulcere da decupito
- Infezione cronica
- Contratture muscolari degli arti inferiori
- Trombosi venosa profonda
- Disturbo emorragico
- Fratture recenti degli arti
- Qualsiasi malattia concomitante nota per influenzare il metabolismo osseo (come la disfunzione paratiroidea)
- Gravidanza
- Farmaci anti-osteoporosi
- Integratori di vitamina D
- Metformina o altri farmaci per il diabete.
Piano di studio
Come è strutturato lo studio?
Dettagli di progettazione
- Scopo principale: Scienza basilare
- Assegnazione: Non randomizzato
- Modello interventistico: Assegnazione parallela
- Mascheramento: Nessuno (etichetta aperta)
Armi e interventi
Gruppo di partecipanti / Arm |
Intervento / Trattamento |
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Sperimentale: Regolazione genica acuta
Adattamenti nella regolazione genica in risposta all'esercizio indotto elettricamente a sessione singola
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Una singola sessione di esercizio elettricamente indotto ai quadricipiti e ai muscoli posteriori della coscia di persone con paralisi.
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Sperimentale: Studio di formazione
Adattamenti nella regolazione genica, marcatori metabolici e metriche riportate dal soggetto in risposta a un massimo di 3 anni di esercizio indotto elettricamente
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Sessioni multiple di esercizio elettricamente indotto ai gruppi muscolari del quadricipite e dei muscoli posteriori della coscia fino a 3 anni nelle persone con paralisi.
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Cosa sta misurando lo studio?
Misure di risultato primarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
|---|---|---|
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Regolazione genica acuta: MSTN
Lasso di tempo: 3 ore dopo una singola sessione di stimolazione elettrica
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Effetto post-stimolazione acuto sull'espressione della miostatina del muscolo scheletrico (MSTN), misurata tramite biopsia muscolare e analisi dell'array di esoni.
Il riepilogo della sonda e la normalizzazione del set di sonde sono stati eseguiti utilizzando una robusta media multichip, che includeva la correzione dello sfondo, la normalizzazione dei quantili, la trasformazione log2 e il riepilogo del set di sonde polacco mediano. 0 non rappresenta alcuna espressione di mRNA e valori più alti rappresentano una maggiore espressione rispetto a tutti i geni nel microarray.
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3 ore dopo una singola sessione di stimolazione elettrica
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Regolazione genica acuta: PGC1-alfa
Lasso di tempo: 3 ore dopo una singola sessione di stimolazione elettrica
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Effetto post-stimolazione acuto sull'espressione del coattivatore gamma (PGC1-alfa) del recettore attivato dal proliferatore del perossisoma del muscolo scheletrico, misurata mediante biopsia muscolare e analisi dell'array di esoni.
Il riepilogo della sonda e la normalizzazione del set di sonde sono stati eseguiti utilizzando una robusta media multichip, che includeva la correzione dello sfondo, la normalizzazione dei quantili, la trasformazione log2 e il riepilogo del set di sonde polacco mediano. 0 non rappresenta alcuna espressione di mRNA e valori più alti rappresentano una maggiore espressione rispetto a tutti i geni nel microarray.
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3 ore dopo una singola sessione di stimolazione elettrica
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Regolazione genica acuta: PDK4
Lasso di tempo: 3 ore dopo una singola sessione di stimolazione elettrica
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Effetto post-stimolazione acuto sulla piruvato deidrogenasi chinasi del muscolo scheletrico, espressione dell'isoenzima 4 (PDK4-alfa), misurata tramite biopsia muscolare e analisi dell'array di esoni.
Il riepilogo della sonda e la normalizzazione del set di sonde sono stati eseguiti utilizzando una robusta media multichip, che includeva la correzione dello sfondo, la normalizzazione dei quantili, la trasformazione log2 e il riepilogo del set di sonde polacco mediano. 0 non rappresenta alcuna espressione di mRNA e valori più alti rappresentano una maggiore espressione rispetto a tutti i geni nel microarray.
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3 ore dopo una singola sessione di stimolazione elettrica
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Regolazione genica acuta: SDHB
Lasso di tempo: 3 ore dopo una singola sessione di stimolazione elettrica
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Effetto post-stimolazione acuto sull'espressione della succinato deidrogenasi-B (SDHB) del muscolo scheletrico, misurata tramite biopsia muscolare e analisi dell'array di esoni.
Il riepilogo della sonda e la normalizzazione del set di sonde sono stati eseguiti utilizzando una robusta media multichip, che includeva la correzione dello sfondo, la normalizzazione dei quantili, la trasformazione log2 e il riepilogo del set di sonde polacco mediano. 0 non rappresenta alcuna espressione di mRNA e valori più alti rappresentano una maggiore espressione rispetto a tutti i geni nel microarray.
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3 ore dopo una singola sessione di stimolazione elettrica
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Regolazione genica post-allenamento: MSTN
Lasso di tempo: fino a 3 anni
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Espressione della miostatina del muscolo scheletrico (MSTN) pre e post-allenamento, misurata tramite biopsia muscolare e analisi dell'array di esoni.
Il riepilogo della sonda e la normalizzazione del set di sonde sono stati eseguiti utilizzando una robusta media multichip, che includeva la correzione dello sfondo, la normalizzazione dei quantili, la trasformazione log2 e il riepilogo del set di sonde polacco mediano. 0 non rappresenta alcuna espressione di mRNA e valori più alti rappresentano una maggiore espressione rispetto a tutti i geni nel microarray.
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fino a 3 anni
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Regolazione genica post-allenamento: PGC1-alfa
Lasso di tempo: fino a 3 anni
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Espressione del coattivatore gamma alfa (PGC1-alfa) del recettore attivato dal proliferatore del perossisoma del muscolo scheletrico pre e post-allenamento, misurata tramite biopsia muscolare e analisi dell'array di esoni.
Il riepilogo della sonda e la normalizzazione del set di sonde sono stati eseguiti utilizzando una robusta media multichip, che includeva la correzione dello sfondo, la normalizzazione dei quantili, la trasformazione log2 e il riepilogo del set di sonde polacco mediano. 0 non rappresenta alcuna espressione di mRNA e valori più alti rappresentano una maggiore espressione rispetto a tutti i geni nel microarray.
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fino a 3 anni
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Regolazione genica post-allenamento: PDK4
Lasso di tempo: fino a 3 anni
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Pre e post-allenamento del muscolo scheletrico piruvato deidrogenasi chinasi, espressione dell'isoenzima 4 (PDK4-alfa), misurata tramite biopsia muscolare e analisi dell'array di esoni.
Il riepilogo della sonda e la normalizzazione del set di sonde sono stati eseguiti utilizzando una robusta media multichip, che includeva la correzione dello sfondo, la normalizzazione dei quantili, la trasformazione log2 e il riepilogo del set di sonde polacco mediano. 0 non rappresenta alcuna espressione di mRNA e valori più alti rappresentano una maggiore espressione rispetto a tutti i geni nel microarray.
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fino a 3 anni
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Regolazione genica post-allenamento: SDHB
Lasso di tempo: fino a 3 anni
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Espressione della succinato deidrogenasi-B (SDHB) del muscolo scheletrico pre e post-allenamento, misurata tramite biopsia muscolare e analisi dell'array di esoni.
Il riepilogo della sonda e la normalizzazione del set di sonde sono stati eseguiti utilizzando una robusta media multichip, che includeva la correzione dello sfondo, la normalizzazione dei quantili, la trasformazione log2 e il riepilogo del set di sonde polacco mediano. 0 non rappresenta alcuna espressione di mRNA e valori più alti rappresentano una maggiore espressione rispetto a tutti i geni nel microarray.
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fino a 3 anni
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Metabolismo post-allenamento: glucosio a digiuno
Lasso di tempo: fino a 3 anni
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Glicemia a digiuno pre e post allenamento, misurata tramite prelievo venoso e test di laboratorio standard
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fino a 3 anni
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Metabolismo post-allenamento: insulina a digiuno
Lasso di tempo: fino a 3 anni
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Insulina a digiuno pre e post allenamento, misurata tramite prelievo venoso e test di laboratorio standard
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fino a 3 anni
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Metabolismo post-allenamento: punteggio HOMA
Lasso di tempo: fino a 3 anni
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Punteggio HOMA pre e post-allenamento, calcolato tramite l'equazione del modello di valutazione dell'omeostasi. Valori massimi/minimi: non applicabile. Punteggi >2 sono indicativi di insulino-resistenza. |
fino a 3 anni
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Turnover osseo post-allenamento: osteocalcina
Lasso di tempo: fino a 3 anni
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Osteocalcina sierica pre e post allenamento, misurata mediante prelievo venoso e test di immunoassorbimento enzimatico
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fino a 3 anni
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Misure di risultato secondarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
|---|---|---|
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Post-formazione Oggetto-relazione Misure: EQ-5D
Lasso di tempo: fino a 3 anni
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QALY (anni di vita aggiustati per la qualità) prima e dopo la formazione tramite lo strumento di indagine per soggetto EQ-5D. La scala varia da -0,287 a 0,992. Valori più alti indicavano uno stato di salute auto-percepito più elevato. |
fino a 3 anni
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Collaboratori e investigatori
Sponsor
Collaboratori
Investigatori
- Investigatore principale: Richard K Shields, PhD, PT, University of Iowa
Pubblicazioni e link utili
Pubblicazioni generali
- Dudley-Javoroski S, Saha PK, Liang G, Li C, Gao Z, Shields RK. High dose compressive loads attenuate bone mineral loss in humans with spinal cord injury. Osteoporos Int. 2012 Sep;23(9):2335-46. doi: 10.1007/s00198-011-1879-4. Epub 2011 Dec 21.
- Dudley-Javoroski S, Shields RK. Dose estimation and surveillance of mechanical loading interventions for bone loss after spinal cord injury. Phys Ther. 2008 Mar;88(3):387-96. doi: 10.2522/ptj.20070224. Epub 2008 Jan 17.
- Dudley-Javoroski S, Shields RK. Active-resisted stance modulates regional bone mineral density in humans with spinal cord injury. J Spinal Cord Med. 2013 May;36(3):191-9. doi: 10.1179/2045772313Y.0000000092.
- Dudley-Javoroski S, Littmann AE, Iguchi M, Shields RK. Doublet stimulation protocol to minimize musculoskeletal stress during paralyzed quadriceps muscle testing. J Appl Physiol (1985). 2008 Jun;104(6):1574-82. doi: 10.1152/japplphysiol.00892.2007. Epub 2008 Apr 24.
- Dudley-Javoroski S, Shields RK. Assessment of physical function and secondary complications after complete spinal cord injury. Disabil Rehabil. 2006 Jan 30;28(2):103-10. doi: 10.1080/09638280500163828.
- Adams CM, Suneja M, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Altered mRNA expression after long-term soleus electrical stimulation training in humans with paralysis. Muscle Nerve. 2011 Jan;43(1):65-75. doi: 10.1002/mus.21831.
- Frey Law LA, Shields RK. Femoral loads during passive, active, and active-resistive stance after spinal cord injury: a mathematical model. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2004 Mar;19(3):313-21. doi: 10.1016/j.clinbiomech.2003.12.005.
- Kunkel SD, Suneja M, Ebert SM, Bongers KS, Fox DK, Malmberg SE, Alipour F, Shields RK, Adams CM. mRNA expression signatures of human skeletal muscle atrophy identify a natural compound that increases muscle mass. Cell Metab. 2011 Jun 8;13(6):627-38. doi: 10.1016/j.cmet.2011.03.020.
- McHenry CL, Wu J, Shields RK. Potential regenerative rehabilitation technology: implications of mechanical stimuli to tissue health. BMC Res Notes. 2014 Jun 3;7:334. doi: 10.1186/1756-0500-7-334.
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- Petrie MA, Kimball AL, McHenry CL, Suneja M, Yen CL, Sharma A, Shields RK. Distinct Skeletal Muscle Gene Regulation from Active Contraction, Passive Vibration, and Whole Body Heat Stress in Humans. PLoS One. 2016 Aug 3;11(8):e0160594. doi: 10.1371/journal.pone.0160594. eCollection 2016.
- Shields RK. Turning Over the Hourglass. Phys Ther. 2017 Oct 1;97(10):949-963. doi: 10.1093/ptj/pzx072.
- Woelfel JR, Kimball AL, Yen CL, Shields RK. Low-Force Muscle Activity Regulates Energy Expenditure after Spinal Cord Injury. Med Sci Sports Exerc. 2017 May;49(5):870-878. doi: 10.1249/MSS.0000000000001187.
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- Oza PD, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Modulation of H-Reflex Depression with Paired-Pulse Stimulation in Healthy Active Humans. Rehabil Res Pract. 2017;2017:5107097. doi: 10.1155/2017/5107097. Epub 2017 Oct 31.
- Woelfel JR, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Precision Physical Therapy: Exercise, the Epigenome, and the Heritability of Environmentally Modified Traits. Phys Ther. 2018 Nov 1;98(11):946-952. doi: 10.1093/ptj/pzy092.
- Cole KR, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Hybrid stimulation enhances torque as a function of muscle fusion in human paralyzed and non-paralyzed skeletal muscle. J Spinal Cord Med. 2019 Sep;42(5):562-570. doi: 10.1080/10790268.2018.1485312. Epub 2018 Jun 20.
- Dudley-Javoroski S, Lee J, Shields RK. Cognitive function, quality of life, and aging: relationships in individuals with and without spinal cord injury. Physiother Theory Pract. 2022 Jan;38(1):36-45. doi: 10.1080/09593985.2020.1712755. Epub 2020 Jan 8.
- Petrie MA, Sharma A, Taylor EB, Suneja M, Shields RK. Impact of short- and long-term electrically induced muscle exercise on gene signaling pathways, gene expression, and PGC1a methylation in men with spinal cord injury. Physiol Genomics. 2020 Feb 1;52(2):71-80. doi: 10.1152/physiolgenomics.00064.2019. Epub 2019 Dec 23.
- Lee J, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Motor demands of cognitive testing may artificially reduce executive function scores in individuals with spinal cord injury. J Spinal Cord Med. 2021 Mar;44(2):253-261. doi: 10.1080/10790268.2019.1597482. Epub 2019 Apr 3.
- Shields RK. Precision Rehabilitation: How Lifelong Healthy Behaviors Modulate Biology, Determine Health, and Affect Populations. Phys Ther. 2022 Jan 1;102(1):pzab248. doi: 10.1093/ptj/pzab248. No abstract available.
- Shields RK, Dudley-Javoroski S. Epigenetics and the International Classification of Functioning, Disability and Health Model: Bridging Nature, Nurture, and Patient-Centered Population Health. Phys Ther. 2022 Jan 1;102(1):pzab247. doi: 10.1093/ptj/pzab247.
- Petrie MA, Taylor EB, Suneja M, Shields RK. Genomic and Epigenomic Evaluation of Electrically Induced Exercise in People With Spinal Cord Injury: Application to Precision Rehabilitation. Phys Ther. 2022 Jan 1;102(1):pzab243. doi: 10.1093/ptj/pzab243.
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Termini relativi a questo studio
Parole chiave
Termini MeSH pertinenti aggiuntivi
Altri numeri di identificazione dello studio
- 200412709
- R01HD084645 (Sovvenzione/contratto NIH degli Stati Uniti)
Piano per i dati dei singoli partecipanti (IPD)
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Prove cliniche su Lesioni del midollo spinale
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