Ruolo di Canagliflozin sulle cellule CD34+ nei pazienti con diabete di tipo 2

Il diabete colpisce oltre l'11% degli adulti negli Stati Uniti e si prevede che raddoppierà quasi entro il 2025. Sia il diabete che l'obesità sono associati a disfunzione endoteliale, stress ossidativo, infiammazione delle cellule endoteliali, stati protrombotici cardiovascolari e sono le cause più comuni di malattia renale. L'uso di un inibitore del trasportatore legato al sodio-glucosio (SGLT-2) ha mostrato risultati promettenti nel migliorare il controllo glicemico, la riduzione del peso, l'ipertensione e persino i cambiamenti nel sistema circolante renina-angiotensina-aldosterone (RAAS) e nell'ossido nitrico (NO). Tuttavia, non è chiaro se questo gruppo di farmaci abbia alcun effetto sulla modifica del rischio di malattie cardiovascolari (CVD) o sull'endotelio o sulle cellule progenitrici endoteliali come surrogato della misura dell'esito del rischio cardiovascolare e renale.

I ricercatori hanno precedentemente dimostrato che le cellule CD34+, derivate dal sangue periferico, possono agire come biomarcatori cellulari più affidabili dei marcatori sierici per la stima del rischio CVD. I marker infiammatori a base di siero non sono utili fino a quando l'endotelio non è già danneggiato e infiammato. Tali biomarcatori basati su siero impiegano diversi mesi per cambiare e non forniscono informazioni preventive e prevedibili sul fatto che un particolare farmaco possa influenzare l'endotelio futuro. Questo è il motivo per cui lo studio dei progenitori dell'endotelio è cruciale. Nel precedente studio dei ricercatori su una popolazione di prediabete con un intervento di esercizio aerobico, i ricercatori hanno dimostrato che le cellule CD34 + rispondono a un cambiamento nella terapia o all'intervento entro 2-4 settimane e possono essere utilizzate come un bio-cellulare affidabile non basato sul siero marcatore. Le cellule CD34+ o cellule progenitrici endoteliali sono state utilizzate clinicamente per migliorare la circolazione collaterale e sono state ampiamente studiate come robusti biomarcatori cardiovascolari. Pertanto, lo studio delle cellule CD34+ nei pazienti, con o senza Canagliflozin (Cana), può fornire informazioni vitali sul farmaco e sul suo effetto sull'endotelio. Ciò è particolarmente importante in quanto un altro inibitore del SGLT2, Empagliflozin, ha mostrato effetti cardiovascolari positivi senza precedenti con un agente ipoglicemizzante orale. Naturalmente, sorge la domanda se questo effetto della sperimentazione clinica sia secondario all'effetto del glucosio o all'effetto diretto dell'inibitore SGLT2 sull'endotelio.

Nelle cellule umane sono stati identificati più trasportatori di glucosio, tra cui GLUT, SGLT e persino recettori del gusto (come TLR2 e TLR3). I ricercatori sanno che i trasportatori SGLT sono presenti nelle cellule tubulari e chiaramente il blocco di SGLT2 in queste cellule è vantaggioso. Le informazioni sul trasportatore del glucosio nelle cellule staminali o progenitrici sono quasi nulle. Nel nostro laboratorio i ricercatori hanno mostrato la presenza di GLUT1, SGLT e TLR3 su cellule CD34+. I ricercatori hanno anche dimostrato che l'iperglicemia è tossica per le cellule CD34+, più delle cellule endoteliali mature CD31+ positive. I ricercatori ipotizzano che il blocco di SGLT2 nelle cellule CD34+ sarà vantaggioso piuttosto che dannoso. Per quanto riguarda l'assorbimento del glucosio nelle cellule CD34+ dovrebbero essere sufficienti altri trasportatori del glucosio, infatti una minore quantità di ingresso di glucosio in un ambiente iperglicemico (pazienti con DM di tipo 2) può essere meno pro-infiammatorio e meno pro-apoptotico.

I nostri dati preliminari indicano che l'espressione genica dell'mRNA di SGLT1 e SGLT2 è nota sulle cellule CD34+ umane, tuttavia solo l'espressione genica dell'mRNA SGLT2 è sovraregolata di diverse volte nelle cellule CD34+ umane in presenza di iperglicemia (20 mM di glucosio). Tuttavia, l'endotelio umano non primario ottenuto commercialmente (HUVEC) non mostra risultati simili. Una spiegazione potrebbe essere che l'espressione di SGLT2 diminuisce man mano che la cellula passa dal progenitore all'endotelio maturo. Da questi risultati i ricercatori ritengono che l'inibitore SGLT2 sarà efficace sui progenitori e non sull'endotelio maturo. I ricercatori ipotizzano quindi che le cellule CD34+ saranno un biomarcatore ideale per studiare l'effetto del farmaco. È possibile che Cana, bloccando i recettori SGLT2, possa influenzare altri recettori della superficie cellulare CD34+ inclusi altri trasportatori del glucosio e influenzarne la funzione (soprattutto la migrazione). Se un particolare farmaco influenza positivamente la migrazione delle cellule staminali/progenitrici, quel farmaco può influenzare positivamente la disfunzione endoteliale e le complicanze vascolari del diabete. I ricercatori sono particolarmente interessati a notare l'effetto di Canagliflozin, un inibitore SGLT2 su altri trasportatori di glucosio come GLUT 1 e 4 mentre osservano SGLT 1 e 2 sulle cellule CD34+. Sarà utile discernere questi effetti in particolare quando la scelta del farmaco per il diabete orale in una popolazione con diabete di tipo 2 è praticamente limitata a metformina, inibitori della DPP4 e inibitori del SGLT2. I ricercatori hanno in programma di studiare l'effetto di Cana sulle cellule CD34 +, in uno studio abbinato al placebo. I ricercatori prevedono di reclutare soggetti con diabete di tipo 2 con le seguenti caratteristiche: 1) sovrappeso, lieve e moderatamente obeso (BMI=25,0-39,9); 2) soggetti con diabete di tipo 2 in fase iniziale (≤15 anni) con controllo inadeguato, HbA1C= da 7,0 a 10,0%, trattati con metformina (1-2 grammi/die) 3) senza anamnesi o presenza di complicanze macrovascolari e CKD non superiore allo stadio 2. I soggetti assumeranno metformina secondo ADA, la metformina è la prima linea di cura insieme alla modifica dello stile di vita. Mentre la metformina da sola può influenzare i biomarcatori infiammatori, l'effetto è minimo nella migliore delle ipotesi, in particolare in presenza di CKD e disfunzione endoteliale. Anche sia il placebo che il gruppo cana assumeranno metformina.

Gli investigatori recluteranno un totale di 40 pazienti (20 individui/per gruppo) con un tasso di abbandono di circa il 20% nell'arco di due anni e gli investigatori sperano di trattenere 32 individui (16/gruppo). Gli individui in ogni gruppo saranno abbinati per sesso, età e razza. I partecipanti saranno valutati al basale (settimana 0) ea 2 e 4 mesi di assunzione del farmaco.