De fysiologiske effektene av human Ether-a-go-go-relatert gen (hERG) blokkade på metabolisme

Bakgrunn og betydning:

Det humane ether-a-go-go-relaterte genet (HERG) koder for Kv11.1 spenningsstyrte kaliumkanaler gjennom forskjellige deler av menneskekroppen, inkludert hjertet, bukspyttkjertelen og tarmen. Kaliumkanaler er viktige for å avslutte depolariseringen ved å forårsake repolarisering i celler.

Derfor har ulike mutasjoner i HERG effekter på hjerte- og metabolske funksjoner. Et kjent eksempel på mutasjoner med tap av funksjon i HERG er en redusert utadgående strøm av kalium under repolarisering av hjertet, noe som fører til et forlenget QT-intervall som kan føre til ventrikkeltakykardi, hjertesynkope og plutselig død - kjent som lang QT-syndrom (LQTS) (1, 2). LQTS forårsaket av HERG-mutasjoner er den nest vanligste typen LQTS (1).

Når det gjelder metabolisme, har blokkering av Kv11.1 vist seg å øke glukoseavhengig insulinsekresjon (3-5) og redusere lavglukosestimulert glukagonsekresjon (4) i isolerte β- og α-celler og å øke insulinsekresjonen og redusere blodsukkeret i levende mus(3).

En studie av 11 pasienter med LQTS forårsaket av HERG-mutasjoner viste at mutasjonsbærerne i løpet av en 6-timers OGTT opplevde økte nivåer av insulin, GLP-1 og Gastric Inhibitory Polypeptide (GIP), reduserte nivåer av glukose og lavere fastende nivåer av glukagon. sammenlignet med matchede kontrollpersoner(6).

I denne studien ønsker etterforskerne å undersøke effekten av Kv11.1-blokkering på inkretin- og insulinsekresjon og blodsukkernivåer etter oralt glukoseinntak hos mennesker.

Forskningsspørsmål Studiehypotese Etterforskerne av denne studien antar at Kv11.1-blokkering vil øke den metabolske responsen av seruminsulin og GLP-1 (AUC/30 min) til en 6-timers 75 g oral glukosetoleransetest (OGTT) hos friske individer .

Mål For å undersøke hypotesen ønsker etterforskerne av denne studien å undersøke de metabolske responsene til opptil 40 friske testpersoner på en 6-timers 75 g OGTT. Testpersonene vil tjene som sine egne kontroller i en dobbeltblindet crossover-forsøk hvor de vil gjennomgå to 6-timers OGTTs atskilt med en 3 ukers utvaskingsperiode. I løpet av en OGTT vil de ha fått moxifloxacin (800 mg/dag), som er en kjent blokker av Kv11.1-kanalen, og under den andre OGTT vil de ha fått placebo. Før og etter testen vil forsøkspersonene ha på seg en kontinuerlig glukosemonitor (CGM), og på testdagen vil de fylle ut et glukosespørreskjema.

Moxifloxacin brukes utelukkende for å forårsake en kjent og for stoffet godt dokumentert effekt, nemlig blokkering av Kv11.1-kanalen.

Studere design:

En randomisert kontrollert dobbeltblindet crossover-forsøk med opptil 40 friske deltakere, som vil fungere som sine egne kontroller. Studiedesign er skissert i figur 1.

Screeningbesøk (V0): Ved screeningbesøket vil deltakerne:

• Bli screenet for å vurdere deres kvalifikasjoner (anamnese, vekt/høydemålinger og 12-avlednings elektrokardiografi (EKG)). Hvis funnet kvalifisert:
• Få beskjed om å plassere en CGM-monitor 4 dager før prøvebesøk 1 (V1) i opptil 7 dager.

• Bli randomisert til enten gruppe A eller B av en kvalifisert ublindet person fra Institutt for biomedisinske vitenskaper, Københavns Universitet:

  • Gruppe A vil først motta det aktive legemidlet kjent for å ha Kv11.1-blokkadeeffekter (Moxifloxacin, 800 mg/dag) 3 dager før prøvebesøk 1 og deretter - etter en 3 ukers utvaskingsperiode - motta et placebomiddel før test. besøk 2.
  • Gruppe B vil først motta placebomedikamentet 3 dager før prøvebesøk 1 og deretter - etter en 3 ukers utvaskingsperiode - motta det aktive medikamentet før prøvebesøk 2. Få medikamentet for prøvebesøk 1 (Kv11.1 blokker eller placebo) og bli bedt om å gi legemidlet oralt hver morgen kl. 06.00 3 dager før og samme morgen som testbesøket (V1). Den ublindede personen vil sørge for å gi riktig stoff til deltakerne.

Prøvebesøk 1 (V1): Deltakerne vil møte faste siden kl. 22.00 forrige kveld kl. 8.00 ved Institutt for biomedisinske vitenskaper, Københavns Universitet.

• Deltakerne skal levere inn en urin- og avføringsprøve.
• En 75 g 6-timers oral glukosetoleransetest (OGTT) vil bli utført. Knust paracetamol, 1 g tilsettes glukoseblandingen. Blodprøver og EKG vil bli tatt og samlet inn sammen. Blodprøver på 8 ml vil bli tatt ved -20, -10, -0 minutter før og ved 8, 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 135, 150, 180, 210, 240, 270 , 300, 330 og 360 minutter etter glukoseinntaket. Alle blodprøver vil bli analysert for hormoner, glukose, elektrolytter, plasmaparacetamol, proteomikk og metabolomikk og fra -20 minutter vil DNA-materiale trekkes ut og brukes til genomanalyse (ikke en omfattende genomsekvensering). Prøvene skal testes for mutasjoner i gener knyttet til glukosemetabolisme i forhold til overvekt, diabetes og hjerte- og karsykdommer. HbA1c og lipider vil bli målt.
• Glukose spørreskjemaer. Utvaskingsperiode: Det vil være en utvaskingsperiode på 3 uker.
• Deltakerne kommer inn og får plassert en CGM-monitor 4 dager før testbesøk 2 (V2) i opptil 7 dager
• Deltakerne vil motta stoffet (Kv11.1-blokker eller placebo) og begynne å gi stoffet oralt hver morgen til samme tid 3 dager før og samme morgen som prøvebesøket 2.

Prøvebesøk 2 (V2): Samme undersøkelser som beskrevet for besøk 1.

Kriterier for når tester kan utføres:

• Deltakerne må ha gitt studiemedisinen oralt 3 dager før og samme morgen som prøvebesøkene samtidig.
• Deltakerne må være fastende fra 10 timer før prøvebesøk. Dette inkluderer mat, væsker, røyking, alkohol og medisiner (unntatt Kv11.1-blokker og en liten mengde vann som brukes til administrering av dette)
• Deltakerne har ikke lov til å utføre noen øvelse dagen før samt samme morgen som prøvebesøket.
• Deltakeren har ikke lov til å ta paracet 24 timer før prøvebesøk. Avblinding: Randomiseringslisten vil bli lagret på stedet ved Institutt for biomedisinske vitenskaper ved Københavns Universitet. Emnenummeret til prøvedeltakeren matches med listen, som avslører til hvilken gruppe deltakeren er randomisert. Den ublindede personen vil utføre enhver avblinding av forsøksdeltakerne etter siste pasients siste besøk.

Data Databehandling: Forsøkspersonen og det biologiske materialet innhentet fra forsøkspersonen vil bli identifisert ved forsøksnummer og prøveidentifikasjonsnummer. Passende tiltak som kryptering eller sletting vil bli håndhevet for å beskytte identiteten til menneskelige personer i alle presentasjoner og publikasjoner som kreves av nasjonale krav. Laboratoriedata vil bli overført elektronisk fra laboratoriet som utfører kliniske analyser og vil bli arkivert i sikrede harddisker med backup-muligheter. De elektroniske dataene vil anses som kildedata. I tilfeller hvor laboratoriedata overføres via ikke-sikre elektroniske nettverk, vil data krypteres under overføring. Data lagres i 20 år.

Kildedata: Kildedokumenter vil oppbevares ved Institutt for biomedisinske vitenskaper, Københavns Universitet. Kildedata registrert direkte i Case Report Form (CRF) inkluderer anamnese, vekt- og høydemålinger, EKG.

Evaluerbarhet for emner for analyse: Uttatte emner vil bli erstattet. Rescreening er tillatt innenfor rekrutteringsperioden, etter etterforskerens skjønn.

Statistiske betraktninger Dataanalyseplan: For å undersøke om Kv11.1-blokkering signifikant påvirker fastende og glukosestimulerte verdier av seruminsulin og plasmaglukagon, GLP-1, kalium og GIP-konsentrasjoner, vil en ANOVA bli utført ved bruk av alder og kjønn som kovariat, randomisering gruppe som uavhengig variabel og AUC endring i seruminsulin og plasmaglukagon, GLP-1, kalium og GIP konsentrasjoner som avhengige variabler for å undersøke om gjennomsnittlige forskjeller eksisterer på studiedeltakere etter inntak av Kv11.1 blokker og uten Kv11.1 blokker.