Gli effetti fisiologici del blocco del gene umano correlato all'etere-a-go-go (hERG) sul metabolismo

Contesto e significato:

Il gene correlato all'etere umano (HERG) codifica i canali del potassio voltaggio-dipendenti Kv11.1 in diverse parti del corpo umano, inclusi cuore, pancreas e intestino. I canali del potassio sono importanti per porre fine alla depolarizzazione provocando la ripolarizzazione nelle cellule.

Quindi, varie mutazioni in HERG hanno effetti sulle funzioni cardiache e metaboliche. Un esempio noto nel caso di mutazioni con perdita di funzione in HERG è un ridotto flusso verso l'esterno di potassio durante la ripolarizzazione del cuore, che porta a un allungamento dell'intervallo QT che può portare a tachicardia ventricolare, sincope cardiaca e morte improvvisa - noto come sindrome del QT lungo (LQTS) (1, 2). La LQTS causata da mutazioni HERG è il secondo tipo più comune di LQTS (1).

Per quanto riguarda il metabolismo, il blocco di Kv11.1 ha dimostrato di aumentare la secrezione di insulina glucosio dipendente (3-5) e di diminuire la secrezione di glucagone stimolata a basso contenuto di glucosio (4) nelle cellule β e α isolate e di aumentare la secrezione di insulina e ridurre la glicemia in topi vivi(3).

Uno studio su 11 pazienti con LQTS causata da mutazioni HERG ha mostrato che durante un OGTT di 6 ore, i portatori della mutazione hanno sperimentato livelli aumentati di insulina, GLP-1 e polipeptide inibitorio gastrico (GIP), livelli ridotti di glucosio e livelli più bassi di glucagone a digiuno rispetto alle persone di controllo abbinate(6).

In questo studio i ricercatori desiderano indagare sugli effetti del blocco Kv11.1 sulla secrezione di incretina e insulina e sui livelli di glucosio nel sangue dopo l'assunzione orale di glucosio nell'uomo.

Domanda di ricerca Ipotesi di studio I ricercatori di questo studio ipotizzano che il blocco Kv11.1 aumenterà la risposta metabolica dell'insulina sierica e del GLP-1 (AUC/30 min) a un test orale di tolleranza al glucosio (OGTT) di 6 ore di 75 g in individui sani .

Obiettivo Per indagare sull'ipotesi, i ricercatori di questo studio vogliono esaminare le risposte metaboliche di un massimo di 40 soggetti sani di test a un OGTT di 75 g di 6 ore. I soggetti del test fungeranno da propri controlli in uno studio crossover in doppio cieco in cui saranno sottoposti a due OGTT di 6 ore separati da un periodo di washout di 3 settimane. Durante un OGTT avranno ricevuto moxifloxacina (800 mg/giorno), che è un noto bloccante del canale Kv11.1, e durante l'altro OGTT avranno ricevuto placebo. Prima e dopo il test i soggetti indosseranno un monitor continuo del glucosio (CGM) e il giorno del test compileranno un questionario sul glucosio.

La moxifloxacina viene utilizzata esclusivamente per provocare un effetto noto e ben documentato del farmaco, vale a dire il blocco del canale Kv11.1.

Disegno dello studio:

Uno studio crossover in doppio cieco controllato randomizzato con un massimo di 40 partecipanti sani, che fungeranno da propri controlli. Il disegno dello studio è delineato nella figura 1.

Visita di screening (V0): alla visita di screening, i partecipanti:

• Essere sottoposti a screening per valutare la loro idoneità (anamnesi, misurazioni di peso/altezza ed elettrocardiografia a 12 derivazioni (ECG)). Se ritenuto idoneo:
• Essere istruiti a posizionare un monitor CGM 4 giorni prima della visita di prova 1 (V1) per un massimo di 7 giorni.

• Essere randomizzato al gruppo A o B da una persona qualificata non in cieco del Dipartimento di scienze biomediche, Università di Copenaghen:

  • Il gruppo A riceverà prima il farmaco attivo noto per avere effetti di blocco Kv11.1 (moxifloxacina, 800 mg/giorno) 3 giorni prima della visita di prova 1 e poi - dopo un periodo di wash-out di 3 settimane - riceverà un farmaco placebo prima del test visita 2.
  • Il gruppo B riceverà prima il farmaco placebo 3 giorni prima della visita di prova 1 e poi - dopo un periodo di sospensione di 3 settimane - riceverà il farmaco attivo prima della visita di prova 2. Riceverà il farmaco per la visita di prova 1 (Kv11.1 bloccante o placebo) ed essere istruiti a somministrare il farmaco per via orale ogni mattina alle 6:00 3 giorni prima e la stessa mattina della visita di prova (V1). La persona non cieca si assicurerà di fornire il farmaco giusto ai partecipanti.

Visita di prova 1 (V1): i partecipanti si incontreranno a digiuno dalle 22:00 della sera precedente alle 8:00 presso il Dipartimento di scienze biomediche, Università di Copenaghen.

• I partecipanti consegneranno un campione di urina e feci.
• Verrà eseguito un test orale di tolleranza al glucosio (OGTT) da 75 g per 6 ore. Paracetamolo schiacciato, 1 g viene aggiunto alla miscela di glucosio. I campioni di sangue e gli ECG saranno prelevati e raccolti insieme. Campioni di sangue di 8 ml verranno prelevati a -20, -10, -0 minuti prima e a 8, 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 135, 150, 180, 210, 240, 270 , 300, 330 e 360 ​​minuti dopo l'assunzione di glucosio. Tutti i campioni di sangue saranno analizzati per ormoni, glucosio, elettroliti, paracetamolo plasmatico, proteomica e metabolomica e dal campione di -20 minuti il ​​materiale del DNA sarà estratto e utilizzato per l'analisi del genoma (non un ampio sequenziamento del genoma). I campioni saranno testati per mutazioni nei geni associati al metabolismo del glucosio in relazione all'obesità, al diabete e alle malattie cardiovascolari. Saranno misurati HbA1c e lipidi.
• Questionari sul glucosio. Periodo di sospensione: ci sarà un periodo di sospensione di 3 settimane.
• I partecipanti entreranno e avranno un monitor CGM posizionato 4 giorni prima della visita di prova 2 (V2) per un massimo di 7 giorni
• I partecipanti riceveranno il farmaco (bloccante Kv11.1 o placebo) e inizieranno a somministrare per via orale il farmaco ogni mattina alla stessa ora 3 giorni prima e alla stessa mattina della visita di prova 2.

Visita di prova 2 (V2): Stessi esami descritti per la Visita 1.

Criteri per quando i test possono essere eseguiti:

• I partecipanti devono aver somministrato per via orale il farmaco in studio 3 giorni prima e la stessa mattina delle visite di prova alla stessa ora.
• I partecipanti devono essere a digiuno da 10 ore prima delle visite di prova. Ciò include alimenti, liquidi, fumo, alcol e farmaci (eccetto il bloccante Kv11.1 e una piccola quantità di acqua utilizzata per la somministrazione del presente documento)
• I partecipanti non sono autorizzati a svolgere alcun esercizio il giorno prima e la stessa mattina della visita di prova.
• I partecipanti non sono autorizzati a prendere il paracetamolo 24 ore prima delle visite di prova. Unblinding: l'elenco di randomizzazione verrà archiviato presso il Dipartimento di Scienze biomediche dell'Università di Copenaghen. Il numero del soggetto del partecipante alla sperimentazione è abbinato all'elenco, che rivela a quale gruppo è stato randomizzato il partecipante. La persona non in cieco eseguirà qualsiasi smascheramento dei partecipanti allo studio dopo l'ultima visita dell'ultimo paziente.

Dati Gestione dei dati: Il soggetto e il materiale biologico ottenuto dal soggetto saranno identificati dal numero del soggetto e dal numero di identificazione della sperimentazione. Saranno applicate misure appropriate come la crittografia o la cancellazione per proteggere l'identità dei soggetti umani in tutte le presentazioni e pubblicazioni come richiesto dai requisiti nazionali. I dati di laboratorio verranno trasferiti elettronicamente dal laboratorio che esegue le analisi cliniche e verranno archiviati in dischi rigidi protetti con opzioni di backup. I dati elettronici saranno considerati dati di origine. Nei casi in cui i dati di laboratorio vengono trasferiti tramite reti elettroniche non sicure, i dati verranno crittografati durante il trasferimento. I dati vengono salvati per 20 anni.

Dati di origine: i documenti di origine saranno conservati presso il Dipartimento di Scienze Biomediche, Università di Copenaghen. I dati di origine registrati direttamente nel Case Report Form (CRF) includono anamnesi, misurazioni di peso e altezza, ECG.

Valutabilità per i soggetti per l'analisi: i soggetti ritirati saranno sostituiti. Il riesame è consentito entro il periodo di reclutamento, a discrezione dell'investigatore.

Considerazioni statistiche Piano di analisi dei dati: per verificare se il blocco di Kv11.1 influisce in modo significativo sui valori a digiuno e stimolati dal glucosio delle concentrazioni sieriche di insulina e glucagone plasmatico, GLP-1, potassio e GIP, verrà eseguita un'ANOVA utilizzando l'età e il sesso come covariata, randomizzazione gruppo come variabile indipendente e variazione dell'AUC nelle concentrazioni sieriche di insulina e glucagone plasmatico, GLP-1, potassio e GIP come variabili dipendenti per esaminare se esistono differenze medie sui partecipanti allo studio dopo l'assunzione di bloccanti Kv11.1 e senza bloccanti Kv11.1.