Het definiëren van de moleculaire en fysiologische mechanismen van pancreas-eilandceldisfunctie die leiden tot diabetes type 2 (DIVA-Exeter)

Invoering:

In samenwerking met medewerkers als onderdeel van lopende genetische studies, hebben de onderzoekers verschillende genetische variaties (DNA-veranderingen) geïdentificeerd die verband houden met de productie en verwerking van insuline en proberen ze te begrijpen hoe deze genetische variaties verschillen veroorzaken in het vermogen van mensen om insuline te produceren of te verwerken. Hun bevindingen zullen leiden tot een beter begrip van hoe de alvleesklier insuline produceert en verwerkt na een maaltijd en zullen helpen om beter te begrijpen waarom sommige mensen diabetes krijgen en sommige mensen niet, ondanks vergelijkbare niveaus van obesitas. Deze vraag is van groot belang voor de volksgezondheid omdat het onwaarschijnlijk is dat de prevalentie van obesitas in de nabije toekomst dramatisch zal dalen.

De onderzoekers willen de hypothese testen dat individuen met verschillende genetische variaties verschillende capaciteiten hebben om insuline te produceren of te verwerken. Ze testen de gevolgen van deze genetische variaties wanneer de alvleesklier insuline moet produceren als reactie op een maaltijd of componenten van een maaltijd, zoals suiker of aminozuren.

Studie opzet:

Dit is een prospectieve cohortstudie "rekruteren op genotype" die de rol van verschillende genetische varianten (of combinaties van varianten) over een periode van 4 jaar (eind 2014 tot eind 2018) zal testen. De genetische varianten zullen worden gekozen als er sterke aanwijzingen zijn dat ze een rol spelen in de alvleesklier en bij de insulinesecretie. Bij elke genetische variant zijn een andere groep onderzoeksvrijwilligers en een iets andere reeks tests betrokken. Deelnemers zullen blind zijn voor hun genetische variantstatus. Sommige genetische varianten zullen in de komende 4 jaar worden geïdentificeerd, dus het is niet mogelijk om vanaf het begin een gedetailleerde methodologie te definiëren voor alle te bestuderen cohorten. Dit protocol is daarom geschreven om een ​​kernprotocol te beschrijven dat relevant is voor de hele studie, met bijlagen om specifieke cohorten binnen de studie te beschrijven. Aangezien de algemene management- en ethische kwesties overkoepelend zijn, zullen naarmate nieuwe genetische varianten worden geïdentificeerd gedurende de studieperiode van 4 jaar, cohortspecifieke bijlagen worden toegevoegd als belangrijke wijzigingen, in plaats van elk cohort als een afzonderlijke ethische aanvraag in te dienen. De procedure voor het werven en testen van elke groep onderzoeksvrijwilligers is hetzelfde, met uitzondering van een onderdeel dat wordt beschreven in cohortspecifieke bijlagen.

Studie deelnemers:

Alle deelnemers zullen worden geïdentificeerd uit bestaande onderzoekscohorten die worden beheerd door de NIHR Exeter Research Facility (Exeter CRF) en/of de Oxford Biobank (OBB) en de rekrutering zal worden gefaciliteerd binnen de Exeter CRF en/of Oxford Centre for Diabetes, Endocrinology and Medicine ( OCDEM). Individuen worden geïdentificeerd met de variant van interesse of als controles die overeenkomen met geslacht, leeftijd en BMI. Alle potentiële deelnemers worden 'verblind' door een Data Manager zodat het onderzoeksteam niet weet welke deelnemers de variant hebben en welke controles. Ze worden per brief uitgenodigd voor het onderzoek en krijgen het studie-informatieblad en de contactgegevens van het onderzoeksteam. Een lid van het onderzoeksteam zal binnen 2-3 weken contact met hen opnemen om te bepalen of ze geïnteresseerd zijn in deelname, om hen meer uitleg te geven over wat de studie inhoudt en om te controleren of ze in aanmerking komen. Als zij akkoord gaan met deelname, wordt mondelinge toestemming gevraagd voor een vastenbezoek en wordt een afspraak gemaakt en schriftelijk/per e-mail bevestigd.

Genetische variatie identificeren:

Het meten van de genetische factoren bij deze individuen is een doorlopend proces waarbij routinematige laboratoriummetingen nodig zijn met behulp van het enkele bestaande DNA-monster dat de vrijwilligers hebben verstrekt tijdens hun deelname aan het Exeter 10000 Project/OBB. Sinds juni 2014 zijn in Exeter 94 genetische varianten (ook wel DNA-veranderingen genoemd) gemeten bij 5600 EXTEND-vrijwilligers en 800.000 genetische varianten in een subgroep van 1700 EXTEND-vrijwilligers. In de loop van de komende 4 jaar worden de genetische maatregelen uitgebreid naar alle deelnemers (tot 10.000) en alle varianten (800.000+). Deze gegevens worden indien nodig teruggestuurd naar de EXTEND/OBB-database.

Individuen geïdentificeerd met een genetische variatie van interesse zullen worden uitgenodigd om deel te nemen (30-50, afhankelijk van de bijbehorende specifieke tests) samen met een vergelijkbaar aantal qua geslacht, leeftijd en BMI gematchte controle-individuen zonder de variatie van interesse. De definitie van matching is hetzelfde geslacht, leeftijd +/- 1 jaar en BMI binnen 1 kgm2-eenheid, maar deze reeksen kunnen worden verbreed als er niet genoeg individuen beschikbaar zijn in de strakkere definitie.

Bezoekprocedure:

Alle deelnemers wordt gevraagd om 's nachts te vasten (vanaf 22.00 uur de avond ervoor), zware inspanning en roken te vermijden gedurende 24 uur voorafgaand aan een ochtendbezoek aan de Exeter CRF/OCDEM (ongeveer 2-4 uur afhankelijk van de testkeuze). Deelnemers wordt gevraagd om een ​​schriftelijk toestemmingsformulier te ondertekenen voordat gegevens worden verzameld of getest. Patiënten die niet in staat zijn om toestemming te geven, worden niet geworven. Indien gewenst krijgen deelnemers de gelegenheid om contact op te nemen met een lid van het onderzoeksteam om het project nader te bespreken. Alle deelnemers zullen worden geïnformeerd over de aard en het doel van het onderzoek, de vereisten en mogelijke risico's, en hun rechten om zich op elk moment terug te trekken uit het onderzoek zonder vooroordelen en zonder gevaar voor toekomstige klinische zorg.

Alle deelnemers ondergaan kerngegevensverzameling, metingen en verstrekken nuchtere en gestimuleerde bloedmonsters. Een cohort deelnemers kan worden gevraagd om terug te komen voor een tweede bezoek om een ​​nieuwe test te ondergaan om vergelijkingsmaatregelen te bieden. Testkeuze hangt af van de genetische variatie die wordt bestudeerd - gedetailleerd in cohortspecifieke bijlagen.

Kerngegevensverzameling, metingen en steekproeven voor alle deelnemers - ca. 1 uur Antropometrie: gegevens, waaronder Lengte (m), Gewicht (Kg), Taille (cm) en Heupomtrek (cm), worden geregistreerd.

Medische voorgeschiedenis: inclusief actuele medicatie en leefstijlinformatie (roken/alcohol).

BOD POD: Deelnemers wordt gevraagd hun vetmassa te laten meten door BOD POD. Deze niet-invasieve techniek biedt een nauwkeurigere meting van de vetmassa in vergelijking met bio-impedantiemetingen of metingen van lengte en gewicht. Deelnemers die zich afmelden voor deze test worden niet uitgesloten van het onderzoek.

Gedetailleerde metingen van de lichaamssamenstelling worden verkregen met behulp van het Body Composition Tracking System. Dit omvat in het kort een BOD POD-machine, elektronische weegschalen en een computer. Het gebruikt de principes van lichaamsdensitometrie (het meten van massa en volume) om het percentage en de absolute hoeveelheden vet en vetvrije massa van de deelnemer te berekenen. Deelnemers wordt gevraagd minimale kleding te dragen (bijv. zwemkleding) en een nauwsluitende zwemmuts. Ze staan ​​op de elektrische weegschaal om hun gewicht te registreren, dat vervolgens wordt gekalibreerd met de BOD POD. Deelnemers wordt gevraagd om maximaal 1 minuut per keer in de BOD POD te zitten (max. 3 keer). De computer analyseert en genereert vervolgens de resultaten.

Bloedstalen:

Een kleine canule (dunne plastic buis) zal in een ader worden ingebracht, volgens de standaard klinische praktijk om mogelijk trauma door herhaalde bloedafname te minimaliseren.

Nuchtere monsters zullen worden verkregen voor basislijnmetingen (inclusief routinematige glucose- en lipidemetingen), DNA, plasma en serum, voor opslag en toekomstige batchanalyse inclusief glucose- en insulinemetingen en andere interessante markers.

Van alle deelnemers worden gestimuleerde bloedmonsters afgenomen. De keuze van het stimulatiemiddel zal afhangen van de specifieke genetische variatie die bestudeerd wordt. Aan het einde van de testperiode wordt de canule verwijderd en krijgt de deelnemer ontbijt/versnaperingen aangeboden.

Definities van de genotypen van interesse en details van het bezoek(en) zijn te vinden in de cohortspecifieke bijlagen van het protocol. Naast de verzameling van kerngegevens, metingen en nuchtere monsters, zal elk cohort maximaal twee van de hieronder beschreven tests uitvoeren.

A: Glucose-gepotentieerde arginine-geïnduceerde insulinesecretie (GPAIS) - ca. 1½ uur Rationale. Deze test is in de eerste plaats bedoeld om de maximale insulinesecretiecapaciteit van de bètacellen van een deelnemer te testen. Het biedt het best beschikbare surrogaat voor bètacelmassa, in tegenstelling tot bètacelfunctie (Kahn 2008) en zal daarom bijdragen aan een beter begrip van de mechanismen van hoe gekozen genetische varianten het risico op diabetes beïnvloeden. Recent is aangetoond dat het goed correleert met het aantal (autologe) eilandjes dat na pancreatitispatiënten wordt getransplanteerd na pancreatectomie. Bij honden en niet-menselijke primaten correleert het goed met % bètacelmassa (besproken in Kahn 3). De test is gebaseerd op het goed beschreven (Kahn 2008; Larsson & Ahren 1998) principe dat een niet-glucose-secretagoog, zoals het aminozuur arginine, een grotere insulinerespons zal produceren wanneer versterkt door hoge glucosespiegels, waarbij de gecombineerde stimulus een bijna maximale bètacelrespons.

De GPAIS-test bestaat uit 5 fasen:

1. Opgericht. Intraveneuze katheters worden in beide armen in antecubitale aderen ingebracht. Eén arm zal worden gebruikt voor infusie van glucose/aminozuur en de andere arm voor intermitterende bemonstering. Tijdens de test wordt de bloedglucoseconcentratie gecontroleerd met regelmatige YSI-metingen.
2. AIRarg (acute insulinerespons op arginine). Basislijnmonsters worden genomen bij -2 en -0 min. Vervolgens wordt gedurende 45 seconden een maximaal stimulerende bolusdosis argininehydrochloride (5 g) intraveneus geïnjecteerd. Monsters worden genomen op +2, +3, +4 en +5 min.
3. Acute insulinerespons op intraveneuze glucose (ongevalideerde maatstaf voor acute insulinerespons op intraveneuze glucose AIRglucose). Vervolgens wordt een snelle (900 ml/uur) 20% glucose-infusie gedurende 10-25 minuten gestart (totaal geïnfundeerd volume tot 410 ml). Monsters worden verzameld op -5, -2 min (vóór het starten van de snelle infusie) en vervolgens met tussenpozen van 2 minuten gedurende 10 minuten na de start van de glucose-infusie.
4. AIRMAXarg. Wanneer de glucosewaarden 20 mmol/L hebben bereikt (of na maximaal 25 minuten), worden herhaalde basislijnmonsters genomen, wordt de glucose-infusie verlaagd tot 300 ml/uur en wordt een tweede bolus argininehydrochloride (5 g) geïnjecteerd, gevolgd door de laatste + Monsters van 2, +3, +4 en +5 minuten.
5. Herstel en monitoring van glucose en insuline terwijl de glucosewaarden van de deelnemer terugkeren naar de basislijn. Gedurende 50 minuten na het einde van de AIRMAXarg-test worden elke 10 minuten monsters genomen voor glucose en insuline om het herstel van de deelnemer te controleren en de insulinegevoeligheid te meten. De bloedsuikerspiegel wordt gecontroleerd met regelmatige YSI-metingen totdat de bloedsuikerspiegel van de deelnemer weer op een veilig niveau is. Aan het einde van deze periode krijgt de deelnemer een lichte lunch.

Monsters: op alle tijdstippen worden insuline en glucose gemeten. Reserve aliquots worden bewaard en bewaard bij -80oC voor mogelijke aanvullende analyse, zoals glucagon en C-peptide.

B: Intraveneuze glucosetolerantietest (IGTT oftewel IVGTT) - ca. 30 minuten Reden. Deze test is een geaccepteerde, standaardmeting van insulinesecretie in de eerste fase die geen betrekking heeft op de neurohormonale (incretine) en absorptie-effecten van een orale glucoseprovocatie.

C: orale glucosetolerantietest (OGTT) - ca. 2,5 uur Reden. Deze test is een geaccepteerde, standaardmaat voor insulinesecretie en absorptie-effecten van een orale glucoseprovocatie.

D: Ontlastingsmonster voor meting van fecale elastase Rationale. Dit zal de hypothese testen dat het genetische polymorfisme naast de endocriene functie van de pancreas ook de exocriene pancreasfunctie kan beïnvloeden.

De deelnemer krijgt een monstercontainer, een prepaid gewatteerde envelop, een transportcontainer en instructies voor het verzamelen en verzenden van een fecaal monster voor analyse. Het verstrekken van een fecaal monster is optioneel en niet essentieel voor opname in het onderzoek.