Fizjologiczne skutki blokady ludzkiego genu powiązanego z ether-a-go-go (hERG) na metabolizm

Tło i znaczenie:

Ludzki gen związany z ether-a-go-go (HERG) koduje kanały potasowe bramkowane napięciem Kv11.1 w różnych częściach ludzkiego ciała, w tym w sercu, trzustce i jelicie. Kanały potasowe są ważne dla zakończenia depolaryzacji poprzez spowodowanie repolaryzacji w komórkach.

Dlatego różne mutacje w HERG mają wpływ na funkcje serca i funkcje metaboliczne. Jednym ze znanych przykładów mutacji powodujących utratę funkcji w HERG jest zmniejszony przepływ potasu na zewnątrz podczas repolaryzacji serca, co prowadzi do wydłużenia odstępu QT, co może prowadzić do częstoskurczu komorowego, omdlenia sercowego i nagłej śmierci – znanej jako zespół długiego QT (LQTS) (1, 2). LQTS spowodowany mutacjami HERG jest drugim najczęściej występującym typem LQTS (1).

Jeśli chodzi o metabolizm, wykazano, że blokada Kv11.1 zwiększa zależne od glukozy wydzielanie insuliny (3-5) i zmniejsza wydzielanie glukagonu stymulowane niskim poziomem glukozy (4) w izolowanych komórkach β i α oraz zwiększa wydzielanie insuliny i zmniejsza stężenie glukozy we krwi w żywe myszy(3).

Badanie 11 pacjentów z LQTS spowodowanym mutacjami HERG wykazało, że podczas 6-godzinnego OGTT u nosicieli mutacji wystąpił podwyższony poziom insuliny, GLP-1 i polipeptydu hamującego żołądek (GIP), obniżony poziom glukozy i niższy poziom glukagonu na czczo w porównaniu z dopasowanymi osobami kontrolnymi(6).

W tym badaniu badacze chcą zbadać wpływ blokady Kv11.1 na wydzielanie inkretyn i insuliny oraz poziom glukozy we krwi po doustnym przyjęciu glukozy u ludzi.

Pytanie badawcze Hipoteza badawcza Badacze postawili hipotezę, że blokada Kv11.1 zwiększy odpowiedź metaboliczną insuliny w surowicy i GLP-1 (AUC/30 min) na 6-godzinny doustny test tolerancji glukozy (75 g) u zdrowych osób .

Cel Aby zbadać hipotezę, badacze tego badania chcą zbadać reakcje metaboliczne nawet 40 zdrowych osób na 6-godzinny OGTT z obciążeniem 75 g. Osoby badane będą służyć jako własne kontrole w podwójnie ślepej próbie krzyżowej, w której przejdą dwa 6-godzinne OGTT oddzielone 3-tygodniowym okresem wypłukiwania. Podczas jednego OGTT otrzymają moksyfloksacynę (800 mg/dzień), która jest znanym blokerem kanału Kv11.1, a podczas drugiego OGTT otrzymają placebo. Przed i po teście badani będą nosić ciągły glukometr (CGM), aw dniu badania wypełnią kwestionariusz glikemii.

Moksyfloksacyna jest stosowana wyłącznie w celu wywołania znanego i dobrze udokumentowanego działania leku, jakim jest blokada kanału Kv11.1.

Projekt badania:

Randomizowana, kontrolowana, podwójnie ślepa próba krzyżowa z maksymalnie 40 zdrowymi uczestnikami, którzy będą służyć jako własne kontrole. Projekt badania przedstawiono na rycinie 1.

Wizyta przesiewowa (V0): Podczas wizyty przesiewowej uczestnicy:

• Należy poddać się badaniu przesiewowemu w celu oceny ich kwalifikowalności (wywiad, pomiary masy/wzrostu i elektrokardiografia 12-odprowadzeniowa (EKG)). Jeśli kwalifikuje się:
• Należy poinstruować, aby założyć monitor CGM na 4 dni przed wizytą testową 1 (V1) na okres do 7 dni.

• Być losowo przydzielonym do grupy A lub B przez wykwalifikowaną osobę bez zaślepienia z Wydziału Nauk Biomedycznych Uniwersytetu w Kopenhadze:

  • Grupa A najpierw otrzyma aktywny lek, o którym wiadomo, że blokuje Kv11.1 (moksyfloksacyna, 800 mg/dzień) 3 dni przed wizytą testową 1, a następnie – po 3 tygodniach okresu wypłukiwania – otrzyma lek placebo przed badaniem wizyta 2.
  • Grupa B najpierw otrzyma lek placebo 3 dni przed wizytą testową 1, a następnie – po 3 tygodniach okresu wypłukiwania – otrzyma lek aktywny przed wizytą testową 2. Otrzyma lek na wizytę testową 1 (bloker Kv11.1 lub placebo) i zostać poinstruowanym, aby podawać lek doustnie każdego ranka o godzinie 6.00 3 dni przed wizytą testową i tego samego ranka (V1). Osoba odślepiona zadba o to, aby zapewnić uczestnikom odpowiedni lek.

Wizyta testowa 1 (V1): Uczestnicy spotkają się na czczo od 22:00 poprzedniego wieczoru o 8:00 na Wydziale Nauk Biomedycznych Uniwersytetu Kopenhaskiego.

• Uczestnicy oddadzą próbkę moczu i kału.
• Zostanie wykonany 6-godzinny doustny test obciążenia glukozą (OGTT) z obciążeniem 75 g. Do mieszaniny glukozy dodaje się pokruszony paracetamol, 1 g. Próbki krwi i EKG zostaną pobrane i zebrane razem. Próbki krwi o objętości 8 ml zostaną pobrane o -20, -10, -0 minut przed i o 8, 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 135, 150, 180, 210, 240, 270 , 300, 330 i 360 minut po spożyciu glukozy. Wszystkie próbki krwi zostaną przeanalizowane pod kątem hormonów, glukozy, elektrolitów, paracetamolu w osoczu, proteomiki i metabolomiki, a z próbki -20 minut zostanie wyekstrahowany materiał DNA i wykorzystany do analizy genomu (a nie rozległego sekwencjonowania genomu). Próbki zostaną przebadane pod kątem mutacji w genach związanych z metabolizmem glukozy w związku z otyłością, cukrzycą i chorobami układu krążenia. Zostanie zmierzony poziom HbA1c i lipidów.
• Kwestionariusze glukozy. Okres wypłukiwania: nastąpi okres wymywania wynoszący 3 tygodnie.
• Uczestnicy przyjdą i będą mieli założony monitor CGM 4 dni przed wizytą testową 2 (V2) na okres do 7 dni
• Uczestnicy otrzymają lek (bloker Kv11.1 lub placebo) i rozpoczną doustne podawanie leku każdego ranka o tej samej porze 3 dni przed i tego samego ranka co wizyta testowa 2.

Wizyta testowa 2 (V2): Takie same badania, jak opisano dla wizyty 1.

Kryteria, kiedy można przeprowadzić testy:

• Uczestnicy muszą otrzymać doustnie badany lek 3 dni przed wizytami testowymi w tym samym czasie i tego samego ranka.
• Uczestnicy muszą być na czczo od 10 godzin przed wizytą testową. Obejmuje to żywność, płyny, palenie tytoniu, alkohol i leki (z wyjątkiem blokera Kv11.1 i niewielkiej ilości wody użytej do podania)
• Uczestnikom nie wolno wykonywać żadnych ćwiczeń dzień przed wizytą oraz tego samego ranka co wizyta testowa.
• Uczestnikowi nie wolno przyjmować paracetamolu na 24 godziny przed wizytą testową. Odślepienie: Lista randomizacji będzie przechowywana na miejscu w Departamencie Nauk Biomedycznych na Uniwersytecie w Kopenhadze. Numer podmiotu uczestnika badania jest dopasowywany do listy, która ujawnia, do jakiej grupy uczestnik jest losowo przydzielany. Osoba odślepiona przeprowadzi odślepienie uczestników badania po ostatniej wizycie u ostatniego pacjenta.

Dane Zarządzanie danymi: Uczestnik i uzyskany od niego materiał biologiczny będą identyfikowani za pomocą numeru podmiotu i numeru identyfikacyjnego badania. Odpowiednie środki, takie jak szyfrowanie lub usuwanie, będą egzekwowane w celu ochrony tożsamości osób we wszystkich prezentacjach i publikacjach zgodnie z wymaganiami krajowymi. Dane laboratoryjne będą przesyłane drogą elektroniczną z laboratorium wykonującego analizy kliniczne i archiwizowane na zabezpieczonych dyskach twardych z możliwością tworzenia kopii zapasowych. Dane elektroniczne będą traktowane jako dane źródłowe. W przypadkach, gdy dane laboratoryjne są przesyłane przez niezabezpieczone sieci elektroniczne, dane będą szyfrowane podczas przesyłania. Dane są przechowywane przez 20 lat.

Dane źródłowe: Dokumenty źródłowe będą przechowywane na Wydziale Nauk Biomedycznych Uniwersytetu Kopenhaskiego. Dane źródłowe rejestrowane bezpośrednio w Karcie Sprawozdawczości (CRF) obejmują wywiad, pomiary masy i wzrostu, EKG.

Ocena przedmiotów do analizy: Wycofane tematy zostaną zastąpione. Ponowne badanie jest dozwolone w okresie rekrutacji, według uznania Badacza.

Rozważania statystyczne Plan analizy danych: Aby zbadać, czy blokada Kv11.1 znacząco wpływa na wartości na czczo i po stymulacji glukozą stężenia insuliny w surowicy i glukagonu w osoczu, GLP-1, potasu i GIP, zostanie przeprowadzona analiza ANOVA z wykorzystaniem wieku i płci jako współzmiennych, randomizacja grupę jako zmienną niezależną i zmianę AUC stężenia insuliny w surowicy i glukagonu w osoczu, GLP-1, potasu i GIP jako zmienne zależne w celu zbadania, czy istnieją średnie różnice między uczestnikami badania po przyjęciu blokera Kv11.1 i bez blokera Kv11.1.