Odpowiedź osób z ataksją-teleangiektazją na metforminę i pioglitazon (RAMP)

Metformina jest powszechnie przepisywanym lekiem, stosowanym jako leczenie pierwszego rzutu cukrzycy typu 2 (T2DM), ale także poza rejestracją u osób bez cukrzycy z powodu zespołu policystycznych jajników (PCOS). Ponad 120 milionom ludzi na całym świecie przepisuje się metforminę. Mimo to mechanizm jego działania nie jest w pełni poznany. Zarówno tolerancja, jak i odpowiedź na metforminę różnią się znacznie w zależności od pacjenta, co podkreśla potrzebę dalszych badań nad farmakokinetyką i dynamiką leku.

Jako zespół badaczy zajmujących się cukrzycą, nasza grupa była zainteresowana genetyką odpowiedzi na leki w cukrzycy. Badanie asocjacyjne całego genomu przeprowadzone przez członków naszej grupy ujawniło locus niosący gen ATM jako potencjalne powiązanie z odpowiedzią na metforminę. Zaprojektowaliśmy to badanie, aby zbadać to powiązanie klinicznie. Mamy nadzieję, że w ten sposób pokierujemy leczeniem cukrzycy w stanie zwanym ataksją teleangiektazją.

ATM (Ataxia Telangiectasia Mutated) to gen zaangażowany w naprawę DNA – homozygotyczne recesywne mutacje w tym genie powodują ataksję telangiektazję (A-T), która jest związana z ataksją móżdżku, teleangiektazjami ocznymi i nowotworami limfoproliferacyjnymi. Częstość występowania AT wynosi od 1 na 40 000 do 1 na 100 000 żywych urodzeń, chociaż dramatycznie wzrasta w przypadku spokrewnionych rodziców. Co ciekawe, AT powiązano również z insulinoopornością. W tej grupie pacjentów udokumentowano zarówno „stłuszczoną wątrobę”, jak i cukrzycę, ale niewiele jest badań dotyczących związku między A-T a tymi stanami. Około 1 na 100 osób jest nosicielem mutacji utraty funkcji w genie ATM, co wiąże się ze zwiększonym ryzykiem choroby niedokrwiennej serca i niektórych nowotworów.

Przeprowadzono kilka badań niedoboru ATM na modelu mysim. Myszy Atm -/- wykazują wczesny defekt w uwalnianiu insuliny stymulowanym glukozą, a później rozwija się hiperglikemia i insulinooporność [1]. Niepublikowane dane z McCrimmon Group z University of Dundee sugerują, że myszy heterozygotyczne pod względem niedoboru ATM mają upośledzoną glikemię na czczo, ale wykazały wyraźną poprawę glukozy na czczo po zastosowaniu metforminy. Artykuł Cell Reports, szczegółowo opisujący mysi model niedoboru ATM, wykazuje oporność na insulinę u myszy z niedoborem ATM, z fenotypem lipodystroficznym [2]. Ten fenotyp (niedobór tłuszczu podskórnego i zwiększona ilość tłuszczu trzewnego) został osłabiony przez zastosowanie metforminy i tiazolidynedionu (TZD).

Niewielkie badanie opublikowane przez grupę Pearson z University of Dundee, w którym porównano dane z doustnych testów tolerancji glukozy (OGTT) u pacjentów z AT w porównaniu z osobami zdrowymi, potwierdziło zwiększoną oporność na insulinę u pacjentów z AT[3]. Jak wspomniano powyżej, badanie asocjacyjne całego genomu, również przeprowadzone przez grupę Pearsona, podkreśla locus ATM jako potencjalne powiązanie genetyczne z odpowiedzią na metforminę [4, 5]. Dzięki mysim modelom i informacjom z badań genetycznych, badanie to ma teraz na celu ocenę insulinooporności w tej grupie pacjentów z A-T oraz zrozumienie, w jaki sposób reagują oni na leki powszechnie stosowane w leczeniu insulinooporności/cukrzycy.

Zbadany zostanie potencjalny związek genetyczny między ATM a odpowiedzią na metforminę. Jak dotąd z badań genetycznych nie jest jasne, w jaki sposób niedobór ATM wpływa na indywidualną odpowiedź na metforminę - czy ich odpowiedź jest większa czy mniejsza niż w populacji ogólnej? Podobnie wielkość tej odpowiedzi nie została określona ilościowo. Istnieją niepotwierdzone doniesienia o pacjentach z A-T, u których nastąpiła wyraźna poprawa kontroli glikemii po zastosowaniu metforminy. Badania na mysim modelu wykazały zwiększoną odpowiedź na metforminę u heterozygotycznych myszy z niedoborem ATM.

W badaniu zbadana zostanie również reakcja osób z A-T na TZD. Badania mysiego modelu AT wykazały odpowiedź na pioglitazon TZD. Warto zauważyć, że pioglitazon jest obecnie stosowany poza rejestracją u osób bez cukrzycy w leczeniu niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby (NAFLD) [6, 7], dlatego wiemy, że jest bezpieczny w kohorcie osób bez cukrzycy.

To badanie oceni wpływ niedoboru ATM na reakcję metforminy i pioglitazonu u ludzi, badając osoby z A-T i porównując ich odpowiedź z odpowiedzią z dopasowanej grupy kontrolnej.

Do tego badania zostaną zrekrutowane osoby bez cukrzycy – 15 przypadków (osoby z A-T) w porównaniu z 15 osobami kontrolnymi dobranymi pod względem wieku i płci – w układzie krzyżowym. Uczestnicy będą w wieku 18 - 30 lat. Ta grupa wiekowa jest najbardziej realistyczna do rekrutacji pacjentów z „klasyczną”, w przeciwieństwie do „łagodnej odmiany” AT, ponieważ osoby z klasyczną AT rzadko przeżywają do 30 roku życia. Wykluczenie osób z innymi łagodniejszymi postaciami AT zapewni bardziej wykrywalną różnicę między dwiema kohortami. Uczestnicy będą białego pochodzenia europejskiego, ponieważ zmniejszy to różnice genetyczne między jednostkami. Pochodzenie etniczne ma również wpływ na insulinooporność danej osoby, dlatego wszyscy uczestnicy powinni należeć do tej samej grupy etnicznej.

Badanie składa się z dwóch okresów leczenia, z których każdy trwa osiem tygodni, oddzielonych jednotygodniowym okresem wymywania. Początkowe leczenie obejmuje metforminę, miareczkowaną do 1000 mg dwa razy dziennie. Drugim leczeniem będzie pioglitazon w dawce zwiększanej do 30 mg raz na dobę.

Badanie potrwa łącznie około 17 tygodni i obejmuje trzy wizyty w Centrum Badań Klinicznych w szpitalu Ninewells w Dundee. Pierwsza wizyta będzie najdłuższa, bo trwa 1,5 dnia, a dwie pozostałe to jeden pełny dzień z krótką wizytą przygotowawczą na 30 minut dzień wcześniej.

W celu zbadania związku między ATM, cukrzycą i odpowiedzią na lek zostanie zastosowanych wiele metod:

• Testy mieszanych posiłków z dwoma znacznikami z kalorymetrią pośrednią (patrz SOP badań znaczników)
• MRI (patrz SOP MRI)
• Pobieranie próbek krwi i moczu (patrz SOP pobierania próbek)
• Biopsja tłuszczu (patrz SOP Biopsja tłuszczu)

Podsumowując, każda osoba będzie miała trzy badania wskaźnikowe: badanie wstępne na początku badania; drugi po ośmiu tygodniach metforminy; i końcowe badanie znacznika po ośmiu tygodniach TZD, pioglitazonu. Badania znaczników obejmują standardowy posiłek w noc poprzedzającą badanie i post od północy w ramach przygotowań. Nie należy spożywać alkoholu przez 24 godziny przed badaniem. W dniu badania znacznika zostaną wprowadzone dwie kaniule, po jednej w każde przedramię. Jedna kaniula będzie używana do podawania stabilnego znacznika glukozy [6,6-2H2] przez czas trwania ośmiogodzinnego badania. Po dwóch godzinach tego wlewu uczestnik otrzyma posiłek mieszany zawierający [U-13C] glukozę (stabilną). Uczestnik jest obserwowany przez kolejne sześć godzin, podczas gdy wlew glukozy [6,6-2H2] jest kontynuowany. W trakcie badania znacznika krew będzie pobierana z drugiej kaniuli w wielu punktach czasowych, aby umożliwić pomiar stężenia glukozy (w tym znaczników), insuliny, peptydu C, glukagonu, peptydu glukagonopodobnego 1 (GLP-1) i niezestryfikowane kwasy tłuszczowe (NEFA). Podczas badania znacznika zostanie pobrane łącznie 150 ml krwi. Mocz jest zbierany w dwóch fazach (przed i po posiłku) podczas badania znacznika, w celu pomiaru wydalania glukozy. Kalorymetria pośrednia będzie stosowana w dwudziestominutowych epizodach w kilku punktach czasowych do pomiaru wykorzystania substratu podczas badania. Wiąże się to z tym, że uczestnik nosi „kaptur”, który jest lekki i ma przezroczysty daszek. Wszystkie te pomiary pozwolą nam modelować przepływy glukozy u uczestnika i obliczyć wskaźniki wrażliwości na insulinę. Powtórzenie badań znaczników na dwóch lekach przeciwhiperglikemicznych zapewni porównanie tych wskaźników podczas leczenia i po jego zakończeniu.

Podczas wizyty początkowej podczas półdniowej wizyty przed badaniem znacznika odbędzie się MRI, pobranie krwi i biopsja tłuszczu. Pozwoli nam to ocenić dystrybucję tłuszczu za pomocą MRI i pozyskać tkankę tłuszczową do przeprowadzenia badań laboratoryjnych w celu oceny funkcji adipocytów i odpowiedzi na metforminę i pioglitazon. Próbki krwi są pobierane do „pobrań bezpieczeństwa” (tj. w celu zapewnienia prawidłowej czynności nerek i HbA1c <48 mmol/mol), ale także do przyszłej analizy DNA, w celu potwierdzenia diagnozy w grupie AT i sprawdzenia statusu nosicielstwa kontroli.

Wizyty druga i trzecia obejmują cały dzień w ośrodku badań klinicznych (CRC) w celu przeprowadzenia badania znacznika. W dniu poprzedzającym oznaczenie znacznika konieczna jest krótka, półgodzinna wizyta w celu pobrania „bezpiecznej krwi” (w tym przypadku w celu sprawdzenia czynności nerek) oraz dostarczenia wystandaryzowanego posiłku, aby przygotować się do badania znacznika następnego dnia.

Jeśli to badanie może klinicznie potwierdzić hipotezę, że osoby z niedoborem ATM dobrze reagują na metforminę lub pioglitazon, a osoby wykazują wyraźną poprawę oporności na insulinę podczas przyjmowania któregokolwiek z badanych leków, to badanie może ukierunkować podejmowanie decyzji klinicznych dotyczących opieki nad pacjentami z A-T i stłuszczenie wątroby / insulinooporność.

W połączeniu z badaniami klinicznymi badania eksperymentalne na komórkach zostaną przeprowadzone na hepatocytach pochodzących od indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (IPSC) od osób z A-T, w celu oceny odpowiedzi na lek na poziomie komórkowym. Będzie to współpraca z Sanger Institute w Cambridge, gdzie opracowali już hepatocyty pochodzące z IPSC z krwi pacjentów z A-T. Komórki te zostaną wykorzystane do stworzenia modelu odpowiedzi na lek na poziomie komórkowym. Te linie komórkowe nie pochodzą bezpośrednio od naszych rekrutowanych pacjentów, ale służą jako komórkowy model AT. Jednak zaoferujemy grupie A-T szansę oddania krwi do badania INSIGNIA, prowadzonego przez Sanger Institute, które jest badaniem skupiającym się na badaniu wzorców mutacji (sygnatur) w dziedzicznych i innych postępujących chorobach genetycznych (patrz INSIGNIA PIS i formularze zgód). Jest to opcjonalne, a udział w RAMP nie zobowiązuje osób z A-T do wniesienia wkładu w INSIGNIA.