Suplementação de Vitamina D e Hipertrofia Cardíaca na Doença Renal Crônica (DRC) (5C)

Impacto da suplementação de vitamina D na hipertrofia e função cardíaca em pacientes com doença renal crônica - um estudo randomizado controlado por placebo.

1. Resumo da lei:

   Pacientes com Doença Renal Crônica (DRC) têm até 3,5 vezes mais chances de morrer por doenças do coração e dos vasos sanguíneos (Doença Cardiovascular-DCV). A insuficiência de vitamina D é muito comum na DRC e está associada à DCV. Estudos em animais mostraram uma melhora no tamanho e na função do coração com a terapia com vitamina D, embora faltem evidências em humanos. O estudo proposto testará se o tratamento oral com vitamina D, em pacientes com DRC deficiente, melhorará o aumento e a função do coração. Com essas mudanças propostas, os investigadores esperam reduzir as doenças cardiovasculares e as mortes em pacientes com DRC.

2. Resumo da investigação proposta:

Os fatores de risco tradicionais explicam inadequadamente o aumento desproporcional do risco CV na DRC. A hipovitaminose D é comum na DRC e está associada ao aumento da mortalidade CV. Em experimentos com animais, a vitamina D reduz a massa do VE (LVM) e melhora a função sistólica. Em pacientes em diálise, estudos observacionais mostram que a terapia com vitamina D reduz a mortalidade CV e melhora a função diastólica. No entanto, o benefício da reposição de vitamina D nativa na estrutura e função cardíaca não foi investigado em humanos.

Os investigadores propõem testar em um estudo randomizado, controlado por placebo, se 40 semanas de colecalciferol oral, em pacientes com DRC pré-diálise, resultarão em redução da massa ventricular esquerda e melhora na função sistólica/diastólica juntamente com a composição da matriz extracelular cardíaca.

Atualmente, o NICE não recomenda a medição rotineira de vitamina D em pacientes com DRC. Se for eficaz nesse cenário, outros estudos de resultados provarão se essa terapia barata e de fácil administração pode ser prescrita rotineiramente para prevenir a morbidade e a mortalidade.

3. Antecedentes do projeto e dados do piloto: (i) DCV na DRC: as taxas de mortalidade CV são até 3,4 vezes maiores em pacientes com DRC em comparação com a população em geral(1). Os investigadores e outros demonstraram uma relação graduada entre eventos CV e morte com declínio da função renal(2). Os fatores de risco tradicionais explicam apenas parcialmente o risco elevado. Isso destaca a importância de fatores de risco não tradicionais, como inflamação, estresse oxidativo e deficiência de vitamina D, como fatores de risco CV modificáveis ​​na DRC.

(ii) A deficiência de vitamina D na população em geral e na DRC A hipovitaminose D é comum na população em geral. Um estudo do grupo de Thadhani com 15.088 adultos mostrou que a prevalência de insuficiência de vitamina D está entre 40-80% na população geral dos EUA(3). Pacientes com DRC têm um risco aumentado de hipovitaminose D. Em um grupo de 145 pacientes com DRC sem diálise do sul de Londres, observaram uma prevalência de 85% de insuficiência de vitamina D [25 hidroxivitamina D (25(OH)D) < 75 nmol /L], incluindo 32% de deficiência [25(OH)D < 37,5nmol/L], com risco significativamente maior entre afro-caribenhos e sul-asiáticos(4).

(iii) Hipovitaminose D e doença CV: Estudos transversais mostram uma associação independente entre baixa 25 (OH) D e mortalidade CV(5;6). Na população em diálise, os estudos observacionais de Thadhani et al mostram um aumento na mortalidade CV precoce em pacientes com baixos níveis de 25 (OH) D (OR=1,9). A suplementação de vitamina D está associada a melhor sobrevida em diálise (OR=0,6)(7).

(iv) A vitamina D melhora a função e a morfologia cardíaca: O sistema endócrino da vitamina D é onipresente nos tecidos humanos, incluindo o miocárdio e o endotélio vascular. Existem agora evidências crescentes de estudos em animais de que a vitamina D afeta diretamente a função e a estrutura cardíacas por meio de uma ação genômica nos miócitos cardíacos. Camundongos knockout de vitamina D mostram um aumento na hipertrofia de cardiomiócitos, fibrose cardíaca e peso do coração (8). Mais importante ainda, o tratamento com vitamina D em ratos com insuficiência cardíaca espontaneamente hipertensos e camundongos de tipo selvagem demonstrou atenuar a hipertrofia e a fibrose cardíacas e modula a contratilidade dos miócitos cardíacos, respectivamente (9;10).

Em um modelo animal de ratos sensíveis ao sal Dahl tratados com vitamina D ativa por 6 semanas, o grupo de Thadhani demonstrou uma redução no peso do coração, LVM, espessura da parede posterior e aumento da fração de encurtamento. Houve uma redução significativa nos níveis plasmáticos de BNP e renina em ratos alimentados com alto teor de sal (HS) juntamente com vitamina D, em comparação com ratos alimentados apenas com dieta HS. Não houve diferença na PA entre os dois grupos, reafirmando assim uma ação direta da vitamina D na morfologia e função cardíaca, em oposição a um efeito hemodinâmico. Mais importante, eles também demonstraram uma melhora na função diastólica e redução na espessura do septo e da parede posterior em um pequeno estudo observacional de pacientes em hemodiálise, tratados com vitamina D ativa, sugerindo que os achados de modelos animais podem ser replicados em humanos(11) . Além disso, a administração intravenosa de vitamina D em um grupo de pacientes em hemodiálise com hiperparatireoidismo secundário foi associada a uma redução significativa no índice LVM (178 ± 73 para 165 ± 61 g/m2) no ecocardiograma transtorácico em 15 semanas(12). No entanto, nenhum estudo até agora investigou os efeitos da reposição nativa de vitamina D na estrutura e função cardíaca, como um estudo randomizado, duplo-cego e controlado por placebo em DRC pré-diálise.

(v) Vitamina D e fibrose cardíaca: Evidências recentes usando ressonância magnética cardíaca (RMC) com gadolínio sugerem que a fibrose cardíaca é uma característica predominante da cardiomiopatia urêmica(13). Estudos em animais demonstraram um importante papel da vitamina D na manutenção da composição da matriz extracelular (MEC) no coração. Em modelo de camundongo knockout para o receptor de vitamina D, há aumento acentuado da fibrose cardíaca, relacionado à expressão anormal de colagenases(14).

Estudos do grupo de Diez em indivíduos hipertensos com cardiopatia identificaram um biomarcador sérico confiável que reflete a síntese de colágeno tipo 1 no pró-peptídeo carboxi-terminal do procolágeno tipo 1 (PICP) humano(15). O PICP sérico juntamente com as metaloproteinases 1 livres da Matrix (MMP-1) e o inibidor tecidual livre das metaloproteinases 1 (TIMP 1), como marcadores da degradação do colágeno, refletem com precisão o metabolismo do colágeno no coração(15). O PICP é liberado na proporção de 1:1 durante a síntese do colágeno tipo 1, a partir de seu precursor procolágeno tipo 1. Além disso, o PICP sérico periférico reflete com precisão a quantidade de fibras de colágeno tipo 1 no coração(16) e pode, portanto, ser usado para monitorar os efeitos do tratamento no conteúdo de colágeno do coração(17). No entanto, nenhum estudo até agora mostrou um efeito da terapia com vitamina D nas mudanças na composição da MEC no coração humano.

(vi) Tamanho anormal do VE com disfunção sistólica e diastólica em pacientes com DRC pré-diálise: em um grupo de 18 pacientes com DRC nos estágios 4 e 5 estáveis ​​consecutivos, considerados adequados para transplante renal, os investigadores observaram um aumento significativo na LVM, septo interventricular (IVS ) diâmetro e diâmetro da parede posterior com disfunção sistólica e diastólica; usando uma combinação de ecocardiografia transtorácica e de tecido cardíaco Doppler (TDI), em comparação com controles normais.

(5) Hipótese original Os investigadores propõem que o tratamento de 40 semanas com colecalciferol oral melhorará a estrutura e a função cardíaca em pacientes com DRC pré-diálise, como consequência da melhora na composição e renovação da MEC cardíaca.

Os investigadores pretendem abordar esta hipótese central através dos seguintes objetivos específicos:

(i) Objetivo Específico 1: Determinar o efeito da terapia oral com Colecalciferol na massa ventricular esquerda medida por imagem de RMC. Os investigadores esperam uma redução de 10g em LVM em CMR no grupo de tratamento ativo em comparação com os controles.

(ii) Objetivo Específico 2: Determinar o efeito da terapia oral com Colecalciferol na função sistólica cardíaca por TDI cardíaco e função diastólica por ecocardiografia transtorácica.

A função sistólica será medida como uma melhora na taxa de tensão sistólica máxima longitudinal média (SR) e tensão sistólica final longitudinal (S) avaliada na base, parede média e ápice do IVS, parede lateral, inferior e anterior no TDI cardíaco. A melhora na função diastólica será medida pelo fluxo precoce (pico E) e tardio (pico A), fluxo transmitral e movimento do anel, tempo de relaxamento isovolumétrico (IVRT) e tempo de desaceleração (DT) no ecocardiograma transtorácico.

Esses parâmetros serão testados em um estudo randomizado controlado por placebo envolvendo 25 pacientes em cada braço. A 25 hidroxivitamina D3 [25 (OH) D] foi usada nesta proposta, já que se espera que os pacientes com DRC nos estágios 3-4 tenham estoques adequados da enzima 1 α-hidroxilase para converter 25 (OH) D em 1,25 ativo (OH)2 D. Os investigadores medirão o nível de 25 hidroxi colecalciferol para garantir a repleção adequada. O colecalciferol demonstrou ser seguro e eficaz quando administrado nessa dose(18;19). Para examinar a melhora na composição e renovação da ECM, os investigadores demonstrarão a redução no conteúdo de colágeno cardíaco conforme medido pela diminuição do PICP sérico e do inibidor tecidual das metaloproteinases 1 (TIMP1) e um aumento da metaloproteinase 1 da matriz sérica (MMP1). PICP será corrigido para eGFR e osso alkPO4. A relação MMP1/TIMP1 será utilizada para medir a degradação do colágeno. A função cardíaca pré e pós-terapia também será avaliada por meio da dosagem plasmática de N-Terminal proBNP (NT proBNP). Além disso, um biobanco de células inteiras, mRNA e DNA, sangue e urina será criado para análise futura de novos genes ou vias biológicas.

(6) Detalhe experimental e desenho do projeto proposto

(i) População do estudo: Os pacientes virgens de vitamina D serão recrutados nos ambulatórios gerais de nefrologia dos hospitais St. George's, Guy's e Kingston. Serão inscritos pacientes com deficiência de 25 (OH) D [(25 (OH) D < 37,5 nmol/L] (diretrizes da Iniciativa de Qualidade de Resultados de Doenças Renais) em terapia com ACEi/ARB. Os critérios de recrutamento cardíaco serão o índice de massa ventricular esquerda (LVMI) entre 80-160 g/m2 para mulheres e 100-160 g/m2 para homens (esses valores correspondem ao tercil superior do índice de massa LV normal (LVMI) em ETT com base em Framingham Heart study (20). e aqueles com LVMI 1DP acima dos valores médios observados em CKD3-4, com base no estudo CREATE) (21)

(ii) Randomização, ocultação e acompanhamento do paciente: Um farmacêutico de ensaios clínicos supervisionará a randomização em dois grupos iguais para comparação, ocultação e dispensação dos medicamentos.

As etapas do julgamento estão resumidas abaixo:

• Serão recrutados 50 pacientes com níveis de 25 (OH) D < 37,5 nmol/L. Dados demográficos do paciente, dados antropométricos e história clínica pertinente seriam obtidos no momento da inscrição. O sangue será coletado para níveis de cálcio, fosfato, hormônio da paratireoide, alkPO4 ósseo e proteína C reativa de alta sensibilidade (hsCRP). Serão medidos os biomarcadores de fibrose cardíaca (PICP sérico), turnover da ECM (MMP1 e TIMP1) e função cardíaca (NT plasmático proBNP). A ecocardiografia transtorácica será realizada no início do estudo para preencher os critérios de recrutamento e a função diastólica. A função cardíaca TDI e CMR serão realizadas na linha de base para a função sistólica e LVM, respectivamente.
• Os pacientes serão randomizados em 2 grupos iguais para receber 4 doses orais diretamente observadas de 150.000 UI em 50 ml de óleo vegetal colecalciferol (Martindale, Reino Unido) em 0, 10, 20 e 30 semanas ou placebo correspondente.
• Às 40 semanas, amostras de sangue serão coletadas para hematologia repetida, bioquímica e biomarcadores de síntese e metabolismo de colágeno, conforme mencionado acima. Alterações na geometria e função do VE serão reavaliadas usando ecocardiografia CMR, transtorácica e TDI cardíaca, respectivamente.

Alterações nas medições pré e pós-tratamento serão comparadas no grupo ativo e placebo. Todos os pacientes continuarão a ser acompanhados na clínica geral de nefrologia durante o estudo e, subsequentemente, após a conclusão do estudo.

(iv) Protocolo CMR: Todos os indivíduos serão examinados em um scanner Philips Intera MRI de 1,5 T com bobina cardíaca dedicada de 32 canais. O protocolo de ressonância magnética incluirá uma varredura plana, varredura de referência SENSE, varredura interativa para identificar geometrias de eixo longo e eixo curto de 4 câmaras e 2 câmaras do coração. Retenção da respiração Steady State Free Procession 4 câmaras, 2 câmaras e pilha de eixo curto (1,5 mm, 1,5 mm, 10 mm) cine (30 fases cardíacas) serão adquiridos. A massa ventricular será calculada usando uma estação de trabalho viewforum (Philips Healthcare) delineando as bordas endocárdicas e epicárdicas diastólicas do ventrículo esquerdo (figura 2).

(v) Doppler do tecido cardíaco e ecocardiografia transtorácica: O TDI cardíaco será registrado para deformação longitudinal. Os dados serão obtidos do septo, parede lateral, anterior e inferior usando setor estreito (tipicamente 120). Longitudinal S e SR serão calculados sobre uma área de cálculo de 10 mm. SR e S em média ao longo de 3 ciclos cardíacos serão analisados ​​usando software dedicado (SPEQLE, Univ. Leuven) (figura 3). A variabilidade intra e interobservador dessa abordagem é inferior a 10%(22).

Os dados serão obtidos a partir de vistas paraesternais e apicais usando um scanner GE Vivid 7. Os volumes do VE serão medidos usando a fórmula de Teichhloz. A função diastólica será avaliada conforme previamente descrito por nosso grupo(17). A função radial global será avaliada pelo encurtamento fracional endocárdico e da parede média. Todas as medições serão realizadas usando a estação de trabalho Echo-Pac (GE) e será calculada a média de 3 medições individuais.

(vi) Análise de Biomarcadores para Inflamação, Fibrose Cardíaca e Função Cardíaca: : A inflamação crônica será quantificada por níveis séricos de proteína C-reativa de alta sensibilidade (hsCRP) usando um ensaio imunométrico quimioluminescente (Immulite® 2500) a 0,20 e 40 semanas. Amostras de soro armazenadas a -700 C e lotes analisados ​​para PICP (RIA- Framos Diagnostica), MMP1 e TIMP 1 (ELISA- Amersham) na Universidade de Pamplona e Plasma NT proBNP serão medidos pelo imunoensaio Elecsys® proBNP no Roche Elecsys® 1010 analisador de imunoensaio na linha de base e na conclusão do estudo.

(vii) Potenciais fatores de confusão: A hemoglobina será mantida entre 10-13gm%. O uso de agentes estimulantes de eritropoetina, dose/frequência de reposição de ferro e qualquer transfusão de sangue serão documentados. A pressão arterial do consultório de acordo com as diretrizes do BHS será documentada nos estágios de administração de vitamina D. Alterações nos medicamentos anti-hipertensivos durante o período de acompanhamento serão anotadas. Além disso, os seguintes parâmetros serão avaliados em 0, 20 e 40 semanas:

• Razão plasmática de aldosterona/atividade da renina;
• Velocidade da onda de pulso, Pressão Arterial Central e Índice de Aumento (sistema SphygmoCor Pulse Wave Velocity);
• Produto de cálcio x fosfato sérico (<5 mmol/L);
• Relação proteína-creatinina urinária, sódio e excreção fracionada de fosfato;
• Soro FGF-23.

(viii) Criação de um Biobanco Amostras de 10ml de EDTA para células e tubos tempus de 3x3 ml para mRNA em PBMC/sangue total serão coletados nas semanas 0, 20 e 40 semanas para criação de um biobanco no Kings College London (Guy's Campus) para futuro análise de novos genes ou vias biológicas.

(ix) Recrutamento e retenção de participantes do estudo

O planejamento e a preparação do estudo seriam conduzidos durante as primeiras 6 semanas. 120 pacientes com DRC/semana são atendidos nos três hospitais. 30% dos pacientes são diabéticos e 60% dos pacientes têm TFG < 45 mL/min/1,73m2. Os investigadores estimam a deficiência de vitamina D em cerca de 35% com base em nosso estudo piloto. O recrutamento terá mais de 50 semanas. A duração total do estudo será de 102 semanas. Uma linha do tempo do estudo proposto é descrita na figura 3.

(7) Cálculo de potência e análise estatística A variabilidade interestudo da RMC para a massa do VE, utilizando um protocolo semelhante ao nosso, tem sido relatada entre 2,8% a 4,8% com um DP de 8,4g(23). Para demonstrar uma melhora de 10g na massa do VE no grupo de tratamento ativo, os investigadores precisariam de 19 pacientes [α= 0,05 e Power=95%]. Contabilizando uma taxa de abandono de 30%, os investigadores irão recrutar 25 pacientes em cada grupo. As comparações para variáveis ​​contínuas serão realizadas usando o teste t de amostra independente entre o tratamento ativo e o grupo placebo.

(8) Valor esperado dos resultados Os investigadores estão confiantes de que o estudo tem o poder adequado para mostrar uma alteração de 10 g na LVM, usando ressonância magnética no laboratório de Reza Rezavi, se existir; da mesma forma, uma alteração na função sistólica usando ecocardiograma no laboratório especializado em St Georges. Os investigadores também poderão examinar o papel da fibrose na HVE e na disfunção sistólica medindo biomarcadores no laboratório de Javier Diez. Uma grande população de pacientes com DRC nos Hospitais St George's, Guy's e Kingston facilitará o recrutamento.

Figura 3: Linha do tempo expressa em semanas mostrando planejamento, recrutamento e randomização antecipada de 50 pacientes com níveis de 25 (OH) vitamina D < 37,5 nmol/L. Ressonância magnética cardíaca, ecocardiografia, marcadores de fibrose cardíaca serão medidos na randomização e na conclusão do estudo. RMC- Ressonância magnética cardíaca, TDI- Doppler tecidual, ETT- Ecocardiografia transtorácica. A análise e o relatório dos resultados ocorrerão entre 96-102 semanas.

(9) Problemas potenciais e estratégias alternativas:

• O impacto de potenciais fatores de confusão foi minimizado por meio de critérios de entrada rígidos e protocolo de acompanhamento. Uma taxa de atrito de 30% foi permitida em nosso cálculo de tamanho de amostra para acomodar mudanças no estado clínico dos pacientes que podem ser responsáveis ​​por mudanças observadas nas medições cardíacas, como rápido declínio na função renal, infarto do miocárdio ou morte durante o acompanhamento do estudo, pré -transplante renal vazio, CaxP produto > 5mmol/L, Hb < 10 ou > 13gm% e PA elevada persistente no consultório (> 150/90mmHg).
• Embora os pacientes em nosso estudo piloto fossem jovens, os investigadores esperam uma melhora proporcional nos parâmetros também nos participantes do estudo.
• Os investigadores estão cientes de que a melhora na função e morfologia do VE não foi demonstrada anteriormente com a terapia com vitamina D em seres humanos. No entanto, evidências de efeitos genômicos da vitamina D em miócitos cardíacos, matriz extracelular e contratilidade miocárdica estão bem estabelecidas em estudos com animais. Mais importante ainda, este estudo explora um novo mecanismo antifibrótico da terapia com vitamina D em humanos, o que poderia fornecer a prova do princípio para o uso de vitamina D em outros estados de doença, como distúrbios autoimunes.