Effekt av Pioglitazon på TIMP-3 og TACE ved type 2-diabetes (PIO-TACE)

Pioglitazon har vist seg å ha potente antiinflammatoriske og anti-aterosklerotiske effekter. Mekanismene som pioglitazon utøver disse effektene er imidlertid ikke klare. Vi foreslår at vevsinhibitor av metalloproteinase-3 (TIMP-3) og TNF-alfa-konverterende enzym (TACE) spiller en viktig rolle i pioglitazon-mediert forbedring av insulinfølsomhet og endotelfunksjon. I dyremodeller hemmer lavdose pioglitazon lesjonsprogresjon og matriksmetalloproteinaseekspresjon i avanserte aterosklerotiske plakk. Vi tror at en lavere dose av Pioglitazon også vil ha anti-inflammatoriske effekter uten potensielle negative effekter av vektøkning.

For å undersøke effekten av lavdose Pioglitazon (15 mg/dag) på TIMP-3 og TACE i Pioglitazon-medierte forbedringer i insulinfølsomhet og endotelfunksjon, foreslår vi å studere personer med type 2 diabetes mellitus (T2DM) vil delta i følgende studier : (i) OGTT; (ii) DXA for kroppsfettinnhold, (iii) euglykemisk hyperinsulinemisk klemme, (iv) skjelettmuskelbiopsi.

Denne studien vil undersøke effekten av Pioglitazon på (1) TIMP- og TACE-substrataktivitet i skjelettmuskulatur og deres forhold til insulinfølsomhet og adipocytokin-resistin, TNF-α og Visfatin; (2) markører for betennelse og aterosklerose- C-reaktivt protein, VCAM-1, ICAM-1, endotelin 1, E-selektin, P-selektin, TNFrecI, TNFrecII, IL-6 rec. Femten forsøkspersoner vil få placebo og 15 vil få pioglitazon.

Studere design.

Dobbeltblind placebokontrollert parallelldesign.

ENDEPUNKTER

PRIMÆR: Reduksjon i TIMP-3- og TACE-genuttrykk og TACE-substrataktivitet i skjelettmuskulatur og fettvev.

SEKUNDÆR: Forbedring i: (1) Skjelettmuskulaturens insulinfølsomhet, (2) plasma FFA (fri fettsyre) og lipidnivåer (3) reduksjon i VCAM- og ICAM-konsentrasjoner.

FORSKNINGSPLAN - EKSPERIMENTELL PROTOKOLL Emner - Vi planlegger å studere emner med T2DM (BMI 30-40 Kg/m2, alder=18-70 år, HbA1c <10%); hvorav like mange forsøkspersoner i hver gruppe vil få placebo/studiemedikament. Med dette studiedesignet vil vi være i stand til å diskriminere effekten av pioglitazon på TIMP3- og TACE-substrataktivitet og genuttrykk hos pasienter med T2DM og ikke-diabetikere med metabolsk syndrom. Forsøkspersoner i begge deler av studien (placebo og studiemedikament) vil bli matchet for alder, BMI og HbA1c, og effekten av Pioglitazon hos disse forsøkspersonene vil være uavhengig av den glukosesenkende effekten av legemidlet. Diabetikere som tidligere har fått insulin eller som tar tiazolidindion vil bli ekskludert. Kun diabetespasienter som er fri for annen større organsykdom vil bli studert. Kun forsøkspersoner hvis kroppsvekt har vært stabil i minst tre måneder og som ikke deltar i anstrengende trening vil bli studert.

Før oppstart av pioglitazon vil alle forsøkspersoner delta i følgende studier:

(i) Kvalifikasjonsbesøk: Fysisk undersøkelse, sykehistorie, EKG-sporing, fullstendig blodcelletall, SMA 24 og lipidprofil vil bli utført. Fastende nivåer av totalt/HDL/LDL-kolesterol i plasma, triglyserider og markører for åreforkalkning og betennelse (CRP: C-reaktivt protein), og hyperkoagulabilitet (plasminogenaktivatorhemmer -1), adiponectin, TNF-α og HbA1c vil også være målt denne dagen.

(ii) OGTT (75 gram) for å evaluere total glukosetoleranse og insulinsekresjon. Biopsi av vastus lateralis-muskelen vil bli utført 30 minutter før starten av OGTT.

(iii) Måling av mager kroppsmasse og fettfri masse med Dual Energy Xray Absorptiometry (DXA) skanning.

(iv) Brachial arteriereaktivitet med post-iskemisk strømningsmediert vasodilatasjon og respons på sublingual nitroglyserin vil bli utført samme dag som DXA utføres.

Etter fullføring av de ovennevnte studiene vil forsøkspersoner bli tilfeldig tildelt enten placebo eller pioglitazon i en dose på 15 mg daglig i 24 uker. Forsøkspersonene vil motta kostholdsveiledning før oppstart av pioglitazonbehandling og bli bedt om å innta en standard ADA, vektopprettholdende diett gjennom hele studien. Pasienter vil bli sett for oppfølging hver 2. uke. Ved hvert oppfølgingsbesøk vil midlertidig sykehistorie, blodtrykk, puls, vekt og fastende plasmaglukosekonsentrasjon bli bestemt. Hver 4. uke vil TIMP- og TACE-substrataktivitet, adiponektin, visfatin, C-reaktivt protein (CRP) og markører for betennelse og åreforkalkning (VCAM-1, ICAM-1, endotelin 1, E-selektin, P-selektin) bli målt. I tillegg vil vi hver måned måle HbA1c, plasmalipider og leverfunksjonstester. Etter 24 uker med pioglitazonbehandling vil alle forsøkspersoner ha en gjentakelse: (i) måling av fett og mager kroppsmasse med DXA, (ii) OGTT, (iii) vastus lateralis-biopsi.

Den totale lengden på studien fra starten av pioglitazon/placebo vil være 26-30 uker. Grunnlinjestudiene vil bli utført over en periode på 1 til 4 uker. De gjentatte studiene vil bli utført i løpet av de siste 24-30 ukene med pioglitazonbehandling.

Metoder OGTT OG PERKUTA SKELETTMUSKELBIOPSI

Alle forsøkspersoner vil bli tatt opp til General Clinical Research Center (GCRC) i South Texas Veterans Healthcare System, Audie Murphy Division, San Antonio, Texas på studiedagen mellom 06:45 og 08:00. Forsøkspersoner vil ikke få spise eller drikke noe etter kl. 22.00 kvelden før, før studien er fullført. Omtrent klokken 07.30 vil forsøkspersonene få i seg 75 gram glukose. Plasmaprøver for glukose-, insulin- og C-peptidkonsentrasjoner vil bli tatt ved -30, -15 og 0 minutter og hvert 15. minutt deretter i to timer. 30 minutter før starten av OGTT, vil en muskelbiopsi av vastus lateralis-muskelen bli utført. Etter injeksjon av xylocain gjøres et 5 mm snitt 10-15 cm over patella, og biopsinålen settes inn i muskelen. Nålen kobles til sug, og det oppnås ca. 200 mg muskelvev. Alle muskelbiopsier vil bli lagret i flytende nitrogen innen 15 sekunder, frem til behandling for spesifikke analyser.

Vi vil kunne utlede fra OGTT et svært pålitelig estimat av insulinsekresjon så vel som insulinfølsomhet ved å beregne "MATSUDA"-indeksen samt OGIS (Oral Glucose Insulin Sensitivity)-indeksen. Disse indeksene har gjentatte ganger vist seg å korrelere ekstremt godt med resultatene oppnådd med den euglykemiske klemmen.

Tre til syv dager senere vil kroppsfettinnholdet bestemmes av DXA.

EUGLYKEMISK HYPERINSULINEMISK KLEMME:

På en egen dag vil forsøkspersoner bli tatt opp til General Clinical Research Center (GCRC) i South Texas Veterans Healthcare System, Audie Murphy Division, San Antonio, Texas, mellom 06:45 og 08:00 for en hyperinsulinemisk euglykemisk (80 mU (milli-enhet)/m2•min) klemme. Kontinuerlig indirekte kalorimetri (Deltatrac, Sensormedics, Anaheim, CA) vil bli utført i 30 minutter før starten av insulinklemmen, og under insulinklemmens 150-180 minutters periode for å beregne glukose- og lipidoksidasjonshastigheter. Etter innhenting av basalprøver for insulin, C-peptid, gis en primingsdose av insulin i de første 10 minuttene som etterfølges av konstant infusjon. Etter 5 minutter infunderes en variabel glukosehastighet for å opprettholde plasmaglukose på ~100 mg/dl i 180 minutter.

Når de ovennevnte studiene er fullført, vil alle pasienter (diabetikere, ikke-diabetisk metabolsk syndrom) startes på pioglitazon i en dose på 15 mg daglig og fortsette i 24 uker. Forsøkspersonene vil motta kostholdsveiledning før oppstart av pioglitazonbehandling og bli bedt om å innta en standard ADA, vektopprettholdende diett gjennom hele studien. Pasienter vil bli sett for oppfølging hver 2. uke. Ved hvert oppfølgingsbesøk vil midlertidig sykehistorie, blodtrykk, puls, vekt og fastende plasmaglukosekonsentrasjon bli bestemt. Hver måned vil vi måle HbA1c, plasmalipider, leverfunksjonstester, adipocytokiner og inflammatoriske markører som beskrevet tidligere. Etter 4 måneders behandling med pioglitazon vil forsøkspersonene gjenta: (i) måling av fett og mager kroppsmasse med DXA, (ii) OGTT med vastus lateralis-biopsi.