Effect van pioglitazon op TIMP-3 en TACE bij diabetes type 2 (PIO-TACE)

Van pioglitazon is aangetoond dat het krachtige ontstekingsremmende en anti-atherosclerotische effecten heeft. De mechanismen waarmee pioglitazon deze effecten uitoefent, zijn echter niet duidelijk. We stellen voor dat weefselremmer van metalloproteïnase-3 (TIMP-3) en TNF-alfa-converterend enzym (TACE) een belangrijke rol spelen bij pioglitazon-gemedieerde verbetering van de insulinegevoeligheid en de endotheliale functie. In diermodellen remt een lage dosis pioglitazon de progressie van de laesie en de expressie van matrixmetalloproteïnase in vergevorderde atherosclerotische plaques. Wij zijn van mening dat een lagere dosis Pioglitazon ook ontstekingsremmende effecten zal hebben zonder de mogelijke nadelige effecten van gewichtstoename.

Om het effect van een lage dosis Pioglitazon (15 mg/dag) op TIMP-3 en TACE in Pioglitazon-gemedieerde verbeteringen in insulinegevoeligheid en endotheliale functie te onderzoeken, stellen we voor om proefpersonen met diabetes mellitus type 2 (T2DM) te onderzoeken die zullen deelnemen aan de volgende studies : (i) OGTT; (ii) DXA voor lichaamsvetgehalte, (iii) euglycemische hyperinsulinemische klem, (iv) skeletspierbiopsie.

Deze studie zal het effect onderzoeken van Pioglitazon op (1) TIMP- en TACE-substraatactiviteit in skeletspieren en hun relatie met insulinegevoeligheid en adipocytokines-resistine, TNF-α en Visfatin; (2) markers van ontsteking en atherosclerose - C-reactief proteïne, VCAM-1, ICAM-1, endotheline 1, E-selectine, P-selectine, TNFrecI, TNFrecII, IL-6 rec. Vijftien proefpersonen krijgen een placebo en 15 krijgen pioglitazon.

Ontwerp ontwerpen.

Dubbelblind placebogecontroleerd parallel ontwerp.

EINDPUNTEN

PRIMAIRE: vermindering van TIMP-3- en TACE-genexpressie en TACE-substraatactiviteit in skeletspieren en vetweefsel.

SECUNDAIRE: Verbetering van: (1) de insulinegevoeligheid van de skeletspieren, (2) plasma-FFA (vrij vetzuur) en lipideniveaus (3) verlaging van VCAM- en ICAM-concentraties.

ONDERZOEKSPLAN - EXPERIMENTEEL PROTOCOL Proefpersonen - We zijn van plan proefpersonen te bestuderen met T2DM (BMI 30-40 kg/m2, leeftijd=18-70 jaar, HbA1c <10%); waarvan een gelijk aantal proefpersonen in elke groep een placebo/studiegeneesmiddel zal krijgen. Met deze onderzoeksopzet zullen we in staat zijn om de effecten van pioglitazon op TIMP3- en TACE-substraatactiviteit en genexpressie te onderscheiden bij patiënten met T2DM en niet-diabetische proefpersonen met metabool syndroom. Proefpersonen in beide takken van het onderzoek (placebo en onderzoeksgeneesmiddel) zullen worden vergeleken wat betreft leeftijd, BMI en HbA1c en de effecten van Pioglitazon bij deze proefpersonen zullen onafhankelijk zijn van het glucoseverlagende effect van het geneesmiddel. Diabetespatiënten die eerder insuline hebben gekregen of die een thiazolidinedion gebruiken, worden uitgesloten. Alleen diabetespatiënten die vrij zijn van andere belangrijke orgaanaandoeningen zullen worden bestudeerd. Alleen proefpersonen van wie het lichaamsgewicht gedurende ten minste drie maanden stabiel is en die niet deelnemen aan zware lichamelijke inspanning zullen worden bestudeerd.

Voorafgaand aan de start van pioglitazon zullen alle proefpersonen deelnemen aan de volgende studies:

(i) Kwalificatiebezoek: Lichamelijk onderzoek, medische geschiedenis, ECG-tracering, volledig aantal bloedcellen, SMA 24 en lipidenprofiel zullen worden uitgevoerd. Ook zullen de nuchtere plasmaspiegels van totaal/HDL/LDL-cholesterol, triglyceriden en markers voor atherosclerose en ontsteking (CRP: C-reactief proteïne) en hypercoagulabiliteit (plasminogeenactivatorremmer -1), adiponectine, TNF-α en HbA1c gemeten op deze dag.

(ii) OGTT (75 gram) om de algehele glucosetolerantie en insulinesecretie te evalueren. Biopsie van de musculus vastus lateralis wordt 30 minuten voor aanvang van de OGTT uitgevoerd.

(iii) Meting van vetvrije massa en vetvrije massa met Dual Energy Xray Absorptiometry (DXA) scan.

(iv) Reactiviteit van de arteria brachialis met post-ischemische flow-gemedieerde vasodilatatie en respons op sublinguale nitroglycerine zal worden uitgevoerd op dezelfde dag dat DXA wordt uitgevoerd.

Na afronding van de bovenstaande onderzoeken zullen proefpersonen willekeurig worden toegewezen aan placebo of pioglitazon in een dosis van 15 mg per dag gedurende 24 weken. Proefpersonen zullen voedingsadvies krijgen voorafgaand aan de start van de behandeling met pioglitazon en worden gevraagd om gedurende de hele studie een standaard ADA-dieet voor gewichtsbehoud te gebruiken. Patiënten komen elke 2 weken op controle. Bij elk vervolgbezoek worden tussentijdse medische voorgeschiedenis, bloeddruk, polsslag, gewicht en nuchtere plasmaglucoseconcentratie bepaald. Elke 4 weken worden TIMP- en TACE-substraatactiviteit, adiponectine, visfatin, C-reactief proteïne (CRP) en markers van ontsteking en atherosclerose (VCAM-1, ICAM-1, endotheline 1, E-selectine, P-selectine) gemeten. Daarnaast meten we maandelijks HbA1c, plasmalipiden en leverfunctietesten. Na 24 weken behandeling met pioglitazon zullen alle proefpersonen een herhaling ondergaan: (i) meting van vet en vetvrije massa door DXA, (ii) OGTT, (iii) vastus lateralis biopsie.

De totale duur van de studie vanaf het begin van de pioglitazon/placebo zal 26-30 weken zijn. De basisonderzoeken worden uitgevoerd over een periode van 1 tot 4 weken. De herhalingsonderzoeken zullen worden uitgevoerd tijdens de laatste 24-30 weken van de behandeling met pioglitazon.

Methoden OGTT EN PERCUTAAN SKELET SPIERBIOPIE

Alle proefpersonen worden op de dag van het onderzoek tussen 6.45 en 8.00 uur toegelaten tot het General Clinical Research Center (GCRC) van het South Texas Veterans Healthcare System, Audie Murphy Division, San Antonio, Texas. De proefpersonen mogen de avond ervoor na 22.00 uur niets meer eten of drinken, totdat het onderzoek is voltooid. Om ongeveer 07.30 uur krijgen proefpersonen 75 gram glucose binnen. Plasmamonsters voor glucose-, insuline- en C-peptideconcentraties worden genomen bij -30, -15 en 0 minuten en daarna elke 15 minuten gedurende twee uur. Een half uur voor aanvang van de OGTT wordt een spierbiopsie van de musculus vastus lateralis uitgevoerd. Na injectie van xylocaïne wordt een incisie van 5 mm gemaakt op 10-15 cm boven de patella en wordt de biopsienaald in de spier gestoken. De naald is verbonden met zuigkracht en er wordt ongeveer 200 mg spierweefsel verkregen. Alle spierbiopten worden binnen 15 seconden in vloeibare stikstof bewaard, tot verwerking voor specifieke assays.

We zullen uit de OGTT een zeer betrouwbare schatting van zowel de insulinesecretie als de insulinegevoeligheid kunnen afleiden door zowel de "MATSUDA"-index als de OGIS-index (Oral Glucose Insulin Sensitivity) te berekenen. Het is herhaaldelijk aangetoond dat deze indexen buitengewoon goed correleren met de resultaten verkregen door de euglycemische klem.

Drie tot zeven dagen later wordt het lichaamsvetgehalte bepaald door DXA.

EUGLYCEMIC HYPERINSULINEMIC KLEM:

Op een andere dag zullen proefpersonen tussen 06:45 en 08:00 uur worden opgenomen in het General Clinical Research Center (GCRC) van het South Texas Veterans Healthcare System, Audie Murphy Division, San Antonio, Texas, voor een hyperinsulinemische euglycemie (80 mU (milli-eenheid)/m2•min) klem. Continue indirecte calorimetrie (Deltatrac, Sensormedics, Anaheim, CA) wordt uitgevoerd gedurende 30 minuten voorafgaand aan de start van de insulineklem en gedurende de periode van 150-180 minuten van de insulineklem om de snelheden van glucose- en lipidenoxidatie te berekenen. Na het verkrijgen van de basale monsters voor insuline, C-peptide, wordt gedurende de eerste 10 minuten een voorbereidende dosis insuline gegeven, gevolgd door een constant infuus. Na 5 minuten wordt een variabele hoeveelheid glucose geïnfundeerd om de plasmaglucose gedurende 180 minuten op ~100 mg/dl te houden.

Na afronding van de bovenstaande onderzoeken zullen alle proefpersonen (diabetici, niet-diabetisch metabool syndroom) worden gestart met pioglitazon in een dosis van 15 mg per dag en gedurende 24 weken worden voortgezet. Proefpersonen zullen voedingsadvies krijgen voorafgaand aan de start van de behandeling met pioglitazon en worden gevraagd om gedurende de hele studie een standaard ADA-dieet voor gewichtsbehoud te gebruiken. Patiënten komen elke 2 weken op controle. Bij elk vervolgbezoek worden tussentijdse medische voorgeschiedenis, bloeddruk, polsslag, gewicht en nuchtere plasmaglucoseconcentratie bepaald. Maandelijks meten we HbA1c, plasmalipiden, leverfunctietesten, adipocytokines en ontstekingsmarkers zoals eerder beschreven. Na 4 maanden behandeling met pioglitazon zullen proefpersonen een herhaling ondergaan: (i) meting van vet en vetvrije massa door DXA, (ii) OGTT met vastus lateralis-biopsie.