De fysiologische effecten van menselijke Ether-a-go-go-gerelateerd gen (hERG) blokkade op metabolisme

Achtergrond en betekenis:

Het menselijke ether-a-go-go-gerelateerd gen (HERG) codeert voor Kv11.1 spanningsafhankelijke kaliumkanalen in verschillende delen van het menselijk lichaam, waaronder het hart, de pancreas en de darmen. Kaliumkanalen zijn belangrijk voor het beëindigen van de depolarisatie door repolarisatie in cellen te veroorzaken.

Daarom hebben verschillende mutaties in HERG effecten op hart- en metabole functies. Een bekend voorbeeld in het geval van functieverliesmutaties bij HERG is een verminderde uitstroom van kalium tijdens repolarisatie van het hart, wat leidt tot een verlengd QT-interval dat kan leiden tot ventriculaire tachycardie, cardiale syncope en plotselinge dood - bekend als de lang-QT-syndroom (LQTS) (1, 2). LQTS veroorzaakt door HERG-mutaties is het op één na meest voorkomende type LQTS (1).

Met betrekking tot het metabolisme is aangetoond dat blokkade van Kv11.1 de glucose-afhankelijke insulinesecretie verhoogt (3-5) en de door lage glucose gestimuleerde glucagonsecretie verlaagt (4) in geïsoleerde β- en α-cellen en de insulinesecretie verhoogt en de bloedglucose in levende muizen(3).

Een onderzoek onder 11 patiënten met LQTS veroorzaakt door HERG-mutaties toonde aan dat tijdens een OGTT van 6 uur de mutatiedragers verhoogde niveaus van insuline, GLP-1 en Gastric Inhibitory Polypeptide (GIP), verlaagde glucosespiegels en lagere nuchtere niveaus van glucagon ervoeren vergeleken met gematchte controlepersonen(6).

In deze studie willen de onderzoekers de effecten van Kv11.1-blokkade op incretine- en insulinesecretie en bloedglucosespiegels na orale glucose-inname bij mensen onderzoeken.

Onderzoeksvraag Onderzoekshypothese De onderzoekers van dit onderzoek veronderstellen dat Kv11.1-blokkade de metabole respons van seruminsuline en GLP-1 (AUC/30 min) zal verhogen op een 6 uur durende orale glucosetolerantietest (OGTT) van 75 g bij gezonde personen .

Doel Om de hypothese te onderzoeken, willen de onderzoekers van deze studie de metabole reacties van maximaal 40 gezonde proefpersonen op een OGTT van 75 g gedurende 6 uur onderzoeken. De proefpersonen zullen dienen als hun eigen controles in een dubbelblinde cross-over-studie waar ze twee OGTT's van 6 uur zullen ondergaan, gescheiden door een wash-outperiode van 3 weken. Tijdens de ene OGTT krijgen ze moxifloxacine (800 mg/dag), een bekende blokker van het Kv11.1-kanaal, en tijdens de andere OGTT krijgen ze een placebo. Voorafgaand aan en na de test dragen de proefpersonen een continue glucosemonitor (CGM) en op de dag van de test vullen ze een glucosevragenlijst in.

Moxifloxacine wordt uitsluitend gebruikt om een ​​bekend en voor het geneesmiddel goed gedocumenteerd effect te veroorzaken, namelijk blokkade van het Kv11.1-kanaal.

Studie opzet:

Een gerandomiseerde gecontroleerde dubbelblinde cross-over studie met maximaal 40 gezonde deelnemers, die zullen dienen als hun eigen controles. Het onderzoeksontwerp wordt geschetst in figuur 1.

Screeningsbezoek (V0): Bij het screeningsbezoek zullen deelnemers:

• Gescreend worden om te beoordelen of ze in aanmerking komen (anamnese, gewichts-/lengtemetingen en 12-afleidingen elektrocardiografie (ECG)). Indien geschikt bevonden:
• De instructie krijgen om 4 dagen voorafgaand aan testbezoek 1 (V1) gedurende maximaal 7 dagen een CGM-monitor te laten plaatsen.

• Wordt gerandomiseerd naar groep A of B door een gekwalificeerde niet-geblindeerde persoon van de afdeling Biomedische Wetenschappen, Universiteit van Kopenhagen:

  • Groep A krijgt eerst het actieve geneesmiddel waarvan bekend is dat het Kv11.1-blokkade-effecten heeft (moxifloxacine, 800 mg/dag) 3 dagen voorafgaand aan testbezoek 1 en krijgt vervolgens - na een wash-outperiode van 3 weken - voorafgaand aan de test een placebo-medicijn bezoek 2.
  • Groep B krijgt eerst het placebogeneesmiddel 3 dagen voorafgaand aan testbezoek 1 en vervolgens - na een wash-outperiode van 3 weken - het actieve medicijn voorafgaand aan testbezoek 2. Ontvang het medicijn voor testbezoek 1 (Kv11.1-blokker of placebo) en de instructie krijgen om het geneesmiddel elke ochtend om 6.00 uur oraal toe te dienen, 3 dagen voorafgaand aan en op dezelfde ochtend als het testbezoek (V1). De niet-geblindeerde persoon zorgt ervoor dat de deelnemers het juiste medicijn krijgen.

Testbezoek 1 (V1): Deelnemers ontmoeten elkaar vasten sinds 22.00 uur de vorige avond om 8.00 uur op het Departement voor Biomedische Wetenschappen, Universiteit van Kopenhagen.

• De deelnemers leveren een urine- en ontlastingsmonster in.
• Er wordt een 6 uur durende orale glucosetolerantietest (OGTT) van 75 g uitgevoerd. Gemalen paracetamol, 1 g wordt aan het glucosemengsel toegevoegd. Bloedmonsters en ECG's worden samen afgenomen en verzameld. Bloedmonsters van 8 ml worden afgenomen op -20, -10, -0 minuten voor en op 8, 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 135, 150, 180, 210, 240, 270 , 300, 330 en 360 minuten na de glucose-inname. Alle bloedmonsters worden geanalyseerd op hormonen, glucose, elektrolyten, plasma paracetamol, proteomics en metabolomics en vanaf de -20 minuten wordt DNA-materiaal geëxtraheerd en gebruikt voor genoomanalyse (geen uitgebreide genoomsequencing). De monsters zullen worden getest op mutaties in genen die verband houden met het glucosemetabolisme in relatie tot obesitas, diabetes en hart- en vaatziekten. HbA1c en lipiden worden gemeten.
• Glucose vragenlijsten. Uitwasperiode: Er komt een uitwasperiode van 3 weken.
• Deelnemers komen binnen en laten een CGM-monitor plaatsen 4 dagen voorafgaand aan testbezoek 2 (V2) gedurende maximaal 7 dagen
• Deelnemers krijgen het medicijn (Kv11.1-blokker of placebo) en beginnen het medicijn elke ochtend oraal toe te dienen op hetzelfde tijdstip 3 dagen voorafgaand aan en op dezelfde ochtend als het testbezoek 2.

Testbezoek 2 (V2): Dezelfde onderzoeken als beschreven voor Bezoek 1.

Criteria voor wanneer tests kunnen worden uitgevoerd:

• Deelnemers moeten de studiemedicatie 3 dagen voorafgaand aan en op dezelfde ochtend als de testbezoeken op hetzelfde tijdstip oraal hebben toegediend.
• Deelnemers moeten vanaf 10 uur voor testbezoeken nuchter zijn. Dit omvat voedsel, vloeistoffen, roken, alcohol en medicijnen (behalve Kv11.1-blokker en een kleine hoeveelheid water die wordt gebruikt voor toediening hiervan)
• Zowel de dag ervoor als de ochtend van het testbezoek mogen deelnemers geen oefeningen doen.
• Deelnemers mogen 24 uur voor testbezoeken geen paracetamol innemen. Deblindering: De randomisatielijst wordt ter plaatse opgeslagen bij de afdeling Biomedische Wetenschappen van de Universiteit van Kopenhagen. Het proefpersoonnummer van de proefdeelnemer wordt gekoppeld aan de lijst, waaruit blijkt in welke groep de deelnemer is gerandomiseerd. De niet-geblindeerde persoon zal eventuele deblindering van de proefdeelnemers uitvoeren na het laatste bezoek van de laatste patiënt.

Gegevens Gegevensbeheer: De proefpersoon en het biologisch materiaal dat van de proefpersoon wordt verkregen, wordt geïdentificeerd aan de hand van het proefpersoonnummer en het proefidentificatienummer. Passende maatregelen zoals versleuteling of verwijdering zullen worden afgedwongen om de identiteit van proefpersonen in alle presentaties en publicaties te beschermen, zoals vereist door nationale vereisten. Laboratoriumgegevens worden elektronisch overgedragen vanuit het laboratorium dat klinische analyses uitvoert en worden gearchiveerd op beveiligde harde schijven met back-upopties. De elektronische gegevens worden beschouwd als brongegevens. In gevallen waarin laboratoriumgegevens via niet-beveiligde elektronische netwerken worden overgedragen, worden de gegevens tijdens de overdracht gecodeerd. Gegevens worden 20 jaar bewaard.

Brongegevens: Brondocumenten worden bewaard bij de afdeling Biomedische Wetenschappen, Universiteit van Kopenhagen. Brongegevens die rechtstreeks in het Case Report Form (CRF) worden geregistreerd, zijn onder meer anamnese, gewichts- en lengtemetingen, ECG.

Evalueerbaarheid voor proefpersonen voor analyse: Ingetrokken proefpersonen worden vervangen. Herscreening is toegestaan ​​binnen de wervingsperiode, naar goeddunken van de onderzoeker.

Statistische overwegingen Data-analyseplan: Om te onderzoeken of Kv11.1-blokkade een significant effect heeft op nuchtere en glucosegestimuleerde waarden van seruminsuline en plasmaglucagon-, GLP-1-, kalium- en GIP-concentraties, zal een ANOVA worden uitgevoerd met leeftijd en geslacht als covariabele, randomisatie groep als onafhankelijke variabele en AUC-verandering in seruminsuline en plasmaglucagon-, GLP-1-, kalium- en GIP-concentraties als afhankelijke variabelen om te onderzoeken of er gemiddelde verschillen bestaan ​​tussen studiedeelnemers na inname van Kv11.1-blokker en zonder Kv11.1-blokker.