Teste de Refeição Mista em Diabetes Tipo 1: Otimização do Estudo Piloto de Pâncreas Artificial

A manutenção de níveis de glicose no sangue próximos ao normal retarda o início e a progressão de complicações microvasculares e possivelmente macrovasculares em longo prazo em pacientes com diabetes tipo 1. Pâncreas artificial ou CLC integrado [um algoritmo CLC que leva em conta as leituras de monitoramento contínuo da glicose (CGM) e os efeitos de infusões anteriores de insulina para calcular continuamente a quantidade de dose de insulina a ser administrada] visa minimizar, em tempo real, a variabilidade da glicose e evitar excursões extremas de glicose (hipoglicemia e hiperglicemia). Apesar dos importantes desenvolvimentos na tecnologia de sensores e bombas, o sistema de pâncreas artificial deve lidar com barreiras anatômicas e funcionais diferentes daquelas encontradas pelo sistema de glicose-insulina que funciona normalmente na fisiologia. Por exemplo, os dispositivos CGM medem a concentração de glicose no interstício, não no compartimento sanguíneo, introduzindo um intervalo de tempo devido à difusão da glicose do plasma para o líquido intersticial. Além disso, a insulina (na verdade, um dos atuais análogos rápidos de insulina) é entregue no tecido adiposo subcutâneo, não no sangue, e acessa diretamente a circulação sistêmica, não a portal. Devido a esses obstáculos, o desenvolvimento de um algoritmo CLC inteligente e adequado ainda é um processo contínuo. Esta pesquisa visa amenizar essas deficiências, realizando estudo de fisiologia clínica com o objetivo de melhorar o desenvolvimento e otimização de um algoritmo de controle adequado.

Vinte pacientes adultos com diabetes tipo 1, frequentando regularmente a Divisão de Endocrinologia e Doenças Metabólicas da Faculdade de Medicina da Universidade de Verona, usando infusão contínua subcutânea rápida de análogo de insulina (CSII) através de uma bomba permanente e na detecção de glicose subcutânea serão incluídos.

Os critérios de inclusão (veja abaixo para mais detalhes) são diagnóstico de diabetes tipo 1 conforme definido pela OMS por pelo menos 12 meses ou peptídeo C negativo confirmado. Os critérios de exclusão são o desconhecimento da hipoglicemia grave recorrente ou nefropatia, neuropatia ou retinopatia proliferativa clinicamente significativa.

Parâmetros clínicos padrão serão avaliados em todos os pacientes. Os testes metabólicos serão realizados na Divisão de Endocrinologia e Doenças Metabólicas da Escola da Universidade de Verona, a partir das 08:00 da manhã em dois dias separados em ordem aleatória e após um jejum noturno de 10-12 horas. Serão realizados dois testes metabólicos: um clamp euglicêmico de insulina e um teste padronizado de refeição mista.

A. Pinça de insulina euglicêmica. Um clamp euglicêmico padrão de insulina será realizado para avaliar a sensibilidade à insulina, conforme descrito anteriormente (1). Os indivíduos serão instruídos a usar sua dose basal habitual de análogo de insulina rápida noturna, a ser mantida inalterada por pelo menos cinco horas antes do início do teste. Um dispositivo CGM será inserido dois dias antes do teste e calibrado com glicemia capilar (medida por glicosímetro) em horários pré-estabelecidos do dia. A concentração de insulina humana será aumentada com uma injeção i.v. prime (0,8 U/m^2 BSA) e mantida constante por uma injeção i.v. infusão (40 mU/min·m^2 BSA). A glicose plasmática poderá cair até atingir a faixa fisiológica (ou seja, < 5,6 mmol/L), após o que será fixado em 5,0 mmol/L por pelo menos 60 min, alterando adequadamente uma infusão intravenosa de 20% de dextrose. A glicose será medida à beira do leito por um YSI Glucose Analyzer. Amostras de sangue serão coletadas em intervalos de tempo para medir a insulina plasmática (tanto análoga rápida quanto insulina humana), ácidos graxos livres e glucagon. O monitoramento contínuo da glicose (glicose intersticial) será realizado durante o clamp de insulina.

B. Teste de refeição mista. Este teste será realizado para avaliar a fisiopatologia do controle da glicose durante um desafio fisiológico padronizado. Os indivíduos estarão em uma dieta sem milho indiano e sem açúcar de cana por pelo menos uma semana antes do estudo e serão instruídos a usar a dose basal rápida noturna usual de análogo de insulina, a ser deixada inalterada por pelo menos cinco horas antes do início do teste . Um dispositivo CGM estará instalado e funcionando corretamente durante todo o teste. Todos os participantes ingerirão uma refeição mista padronizada (292 Kcal, 38,9 g de carboidratos, 8,9 g de gorduras e 14 g de proteínas), na forma de polenta de milho mais queijo parmesão italiano temperado, e serão monitorados por 300 minutos a partir de então. Logo antes da ingestão da refeição, uma injeção s.c. O bolus rápido de análogo de insulina será administrado pela bomba, de acordo com a relação insulina/carboidrato individual e a dose de correção. A proporção 13C/12C do amido de labirinto é diferente de outras fontes de carboidratos e permite a detecção de glicose derivada da polenta na circulação. As concentrações plasmáticas de glicose, ácidos graxos livres, aminoácidos, insulina, glucagon e hormônio incretina serão avaliadas no início e durante todo o teste. A razão de glicose plasmática 13C/12C ao longo do teste será monitorada por espectrometria de massa de razão isotópica. Os dados do CGM serão coletados. Este teste determinará os cursos de tempo de glicose plasmática, proporção de glicose 13C/12C (portanto, glicose derivada de refeição e glicose endógena), insulina, ácidos graxos livres, aminoácidos, glucagon e hormônios incretina durante uma refeição mista.

Em ambos os estudos, as amostras de sangue serão colocadas em gelo e centrifugadas rapidamente a 1500 g a +4°C. O plasma/soro será coletado e armazenado a -80°C. Ambos os testes (pinça de insulina e refeição mista) formarão o biobanco biológico deste estudo.

A análise combinada dos dados do clamp de insulina e do teste de refeição mista permitirá construir um modelo abrangente do sistema de insulina de glicose durante um teste de refeição mista em cada sujeito, resultando assim em um paciente virtual in silico, de acordo com uma metodologia bem estabelecida desenvolvida em nosso laboratório. A coleção de pacientes virtuais com diabetes tipo 1 submetidos a um teste de refeição mista formará o biobanco in silico derivado deste estudo. Os pacientes virtuais serão usados ​​para realizar a Análise de Controle Metabólico (MCA), ou seja, para calcular os coeficientes de controle da glicose (CCs), que quantificam o papel desempenhado por cada componente (por exemplo: taxa de absorção do análogo rápido de insulina, absorção de carboidratos pelo intestino, etc.) do sistema na determinação da concentração de glicose em cada momento durante a refeição mista em pacientes com diabetes tipo 1, em estreito paralelismo com a análise anteriormente realizada por nós em pacientes com diabetes tipo 2 submetidos a um teste de tolerância à glicose intravenosa (2 ). Além disso, a resposta do hormônio incretina, glucagon e substrato a uma refeição mista será quantificada, permitindo a identificação putativa de outros modificadores do sistema glicose-insulina (um por todos: glucagon). Esta base de dados será fundamental para a criação de um algoritmo de controle capaz de garantir uma regulação normal da glicose durante uma refeição mista em pacientes com diabetes tipo 1 com CGM em terapia com bomba de insulina.