Relação entre a resistência à insulina e o diabetes tipo 2 induzido por estatina e o perfil ômico pessoal integrativo

1. SIGNIFICADO

   Estatinas e o risco de DM2: O tratamento com estatina está associado a um aumento na incidência de DM2.1-4 5

   Mecanismo de DM2 induzido por estatina: Não está claro se as estatinas aumentam o risco de DM2 por diminuir a ação da insulina, secreção ou ambos. Vários manuscritos foram publicados que aumentam substancialmente a compreensão da ligação entre o uso de estatinas e o incidente de DM2. Swerdlow, et al.2 com base em evidências de análise genética e ensaios randomizados, concluíram que o aumento do risco de DM2 observado com estatinas é pelo menos "parcialmente explicado pela inibição da HMG-coenzima A redutase (HMGCR)". Eles também observaram uma associação de ganho de peso com variantes de HMGCR em pacientes tratados com estatinas, levando à noção de que a diminuição da sensibilidade à insulina contribui para o diabetes induzido por estatinas. Nesse contexto, Cederberg, et al.9 mostraram em um grande estudo prospectivo (n=8749 homens) que os participantes tratados com estatinas (n=2142) tiveram um aumento de 46% na incidência de DM2, associado a uma diminuição de 24% na insulina sensibilidade e uma diminuição de 12% na secreção de insulina avaliada por medidas substitutas.

   Identificando aqueles com maior risco de DM2 induzido por estatina: Estudos de 3 ensaios clínicos randomizados com atorvastatina pelo grupo de David Waters 1,3,4 demonstraram que "glicemia basal em jejum, índice de massa corporal, hipertensão e triglicerídeos em jejum foram preditores independentes de T2D." Essas anormalidades formam um agrupamento atribuído à resistência à insulina.10 Uma vez que a resistência à insulina é um preditor de desenvolvimento de DM2, parece provável que quanto mais resistente à insulina os indivíduos forem antes do tratamento, maior será o risco de DM2 induzido por estatinas.

   Nesse contexto, relativamente pouca atenção tem sido dada ao papel que a heterogeneidade metabólica em pacientes com concentrações elevadas de LDL-C pode desempenhar no DM2 induzido por estatinas. Especificamente, indivíduos com concentrações elevadas de LDL-C, cujas concentrações plasmáticas de triglicerídeos (TG) também são elevadas, são resistentes à insulina, hiperinsulinêmicos e intolerantes à glicose em comparação com aqueles com níveis isolados de LDL-C. Como tal, este subconjunto de pacientes com concentrações elevadas de LDL-C pode ser visto como estando em um "ponto de inflexão", e qualquer efeito adverso das estatinas na ação e/ou secreção de insulina, independentemente de como mediado, os coloca em risco aumentado para desenvolver diabetes induzida por estatinas. De fato, mostramos (Kohli et al)1 que pacientes com resistência à insulina (conforme estimado por TGs altos) e pré-diabetes apresentam risco particularmente alto de DM2 induzido por estatinas.

   Procuramos abordar 2 questões importantes sem resposta: As estatinas afetam principalmente a resistência à insulina ou a secreção de insulina?; Existem subconjuntos de indivíduos com maior risco de DM2 induzido por estatina?

2. FUNDAMENTAÇÃO, HIPÓTESE

   Justificativa:

   O DM2 se desenvolve quando indivíduos resistentes à insulina não conseguem manter o grau de hiperinsulinemia compensatória necessário para manter a tolerância normal à glicose. No entanto, questões fundamentais significativas permanecem. Por exemplo, qual é a ligação celular/molecular entre o tratamento com estatina e as mudanças na ação e secreção de insulina?

   Esta proposta é baseada na premissa de que estudar o efeito das estatinas na ação e secreção de insulina usando métodos "padrão-ouro" ajudará a determinar se as estatinas afetam adversamente o risco de DM2, aumentando a resistência à insulina ou diminuindo a secreção de insulina. Usamos o teste de supressão de insulina (com a leitura da glicose plasmática em estado estacionário, SSPG) para verificar a sensibilidade à insulina e o teste de infusão graduada de glicose (com a leitura da taxa de secreção de insulina, ISR) para verificar a secreção de insulina antes e depois tratamento com estatina em indivíduos não diabéticos.

   Nossa hipótese é que o tratamento com atorvastatina 40 mg/dia por aproximadamente 10 semanas prejudicará a sensibilidade à insulina e/ou a secreção de insulina e que esse efeito pode ser exacerbado naqueles com resistência à insulina subjacente. Assim, planejamos observar o efeito da atorvastatina não apenas em todos os participantes, mas também em subconjuntos de indivíduos com resistência à insulina basal (que será enriquecido pelo recrutamento de voluntários com níveis plasmáticos elevados de TG (≥150 mg/dL) na linha basal. A justificativa para isso é que os TGs plasmáticos são uma medida substituta para a resistência à insulina com uma correlação modesta com a medida direta da resistência à insulina (glicose plasmática em estado estacionário) medida pelo teste de supressão de insulina. Clinicamente, indivíduos com TGs elevados antes do tratamento com estatina teriam benefício clínico substancial com as estatinas, e um dos objetivos secundários dos investigadores é demonstrar que uma simples medição da concentração plasmática de TG (como um substituto para a resistência à insulina) pode ajudar a identificar aqueles mais em risco de distúrbios induzidos por estatinas no controle glicêmico. Consequentemente, propomos a inscrição de voluntários não diabéticos de alto risco para DM2, livres de doença cardiovascular aterosclerótica conhecida (ASCVD), não recebendo estatinas, elegíveis para terapia com estatina de acordo com as diretrizes de 2013 do ACC/AHA (American College for Cardiology/American Heart Association) .11 Também direcionaremos os esforços de recrutamento para enriquecer indivíduos com concentração plasmática de TG ≥ 150 mg/dL para garantir a inscrição de indivíduos em toda a faixa de sensibilidade à insulina.

   Hipótese: Nossa hipótese é que o tratamento com atorvastatina de alta intensidade por aproximadamente 10 semanas prejudicará a sensibilidade à insulina e/ou a secreção de insulina e que esse efeito pode ser exacerbado naqueles com resistência à insulina subjacente.

3. DESIGN DE ESTUDO

   Tamanho da amostra

   • Nosso objetivo é recrutar e reter 75 participantes no total neste estudo.

   Local do estudo

   • Unidade de Pesquisa Clínica e Translacional (CTRU) em 800 Welch Road, Palo Alto, CA 94304.

   Duração

   • Prevemos que todo o estudo levará de 4 a 5 anos até o final da análise de dados. Cada candidato elegível que consentir voluntariamente em participar do estudo estará ativo no estudo por um total de 5 meses desde a triagem até o final de sua última visita.

4. PROCEDIMENTOS DE ESTUDO

   Recrutamento

   As estratégias preliminares de recrutamento incluirão:

   Os voluntários serão recrutados na área da baía de São Francisco por meio de anúncios em jornais, panfletos publicados e no site de rede social NextDoor, bem como nas Clínicas de Cardiologia Preventiva da Stanford Health Care. Nosso objetivo é garantir o recrutamento em uma ampla gama de sensibilidade à insulina. Trabalhos anteriores do nosso grupo e de outros mostraram que altas concentrações plasmáticas de TG estão associadas ao aumento da resistência à insulina, conforme avaliado por medidas de referência. Portanto, direcionaremos anúncios para enriquecimento para indivíduos com altos níveis de TG (> 150 mg/dL) como um substituto para o aumento da resistência à insulina.

   Visitas e procedimentos de participantes

   Os participantes em potencial serão selecionados inicialmente quando ligarem ou enviarem um e-mail em resposta a anúncios de recrutamento ou uma carta de seu médico, descrevendo o estudo da seguinte forma:

   A admissão preliminar ocorrerá por telefone.

   Visita 1 Visita de triagem.

   Visita 2: Teste Oral de Tolerância à Glicose (OGTT): Este teste levará aproximadamente 3 horas.

   i) Estado glicêmico: Os participantes serão classificados como tendo tolerância à glicose normal (NGT), glicemia de jejum alterada isolada (IFG), tolerância à glicose alterada isolada (IGT) ou IFG/IGT combinados12. Além disso, a resposta integrada total da glicose plasmática durante o OGTT será calculada pelo método trapezoidal (Glucose-AUC).

   ii) Função das células β: Cálculos do Índice de Sensibilidade-Secreção de Insulina-2 (ISSI-2) serão usados ​​para quantificar a função secretora de insulina 13, se por algum motivo um estudo de infusão graduada de glicose não for feito. O ISSI-2 é um método derivado do OGTT validado para medir a função das células β, análogo ao índice de disposição obtido do teste de tolerância à glicose intravenosa 14. É calculado multiplicando a resposta secretora de insulina durante o OGTT (Insulin-AUC/Glucose-AUC) pela resistência à insulina (índice de Matsuda).

   Os resultados da glicose em jejum e de 2 horas serão discutidos com o participante do estudo e uma cópia dos resultados será dada a eles.

   Visita 3. Infusão graduada de glicose, GGIT 15,16: Este teste levará aproximadamente 6 horas.

   Este teste é projetado para avaliar a capacidade do pâncreas de produzir insulina em resposta a uma infusão graduada de glicose. Durante este teste, os sujeitos terão dois pequenos cateteres IV colocados, um em cada braço. Um IV será usado para coleta de amostras e o outro para a infusão de glicose. Durante o GGIT, infusões intravenosas contínuas de glicose serão administradas em taxas progressivamente crescentes: 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 8 kg/min em seis períodos de infusão de 40 minutos de duração. Amostras de sangue serão coletadas para medições das concentrações de glicose, insulina e peptídeo C em jejum e aos 30 min e 40 min de cada período de infusão. Será calculada a média dos dois valores durante os últimos 10 minutos de cada período de infusão. A quantidade de sangue coletada para este teste será de 47,5 ml.

   Visite 4.Teste de supressão de insulina, IST 17,18: Este teste levará aproximadamente 6 horas.

   Este teste é projetado para determinar a sensibilidade à insulina de todo o corpo. Após um jejum noturno, os indivíduos terão um IV colocado em cada braço. Um para coleta de sangue e outro para infusão de octreotida (0,27 μg/m2/min), insulina (32 mU/m2/min) e glicose (267 mg/m2/min) por 180 minutos. Durante o teste, a insulina endógena é suprimida e todos os indivíduos recebem a mesma concentração de insulina, com base na área de superfície corporal. O sangue é coletado a cada 30 minutos por 150 minutos e depois em intervalos de 10 minutos de 150 a 180 minutos da infusão para medir as concentrações plasmáticas de glicose e insulina. A média dos últimos quatro valores é usada como as concentrações plasmáticas de insulina (SSPI) e glicose (SSPG) em estado estacionário para cada indivíduo. Como as concentrações de SSPI são semelhantes em todos os indivíduos durante o IST, a concentração de SSPG fornece uma medida direta da capacidade da insulina de mediar a eliminação de uma carga de glicose infundida; quanto maior a concentração de SSPG, mais resistente à insulina o indivíduo. Laboratórios para verificar a função renal e hepática, além de um painel lipídico e um teste de gravidez na urina (se apropriado) serão feitos nesta visita. O sangue coletado ou IST será de 58,5 ml e 5 ml para os laboratórios SHC.

   Laboratórios para iPOP serão sorteados neste momento e amostras adicionais serão obtidas para análise de transcriptoma, microbioma, metaboloma e proteoma no sangue; zaragatoas nasais, da língua e da superfície da pele; urina; e fezes.

   O medicamento do estudo, atorvastatina 40 mg, será administrado aos participantes do estudo, uma vez que todos os laboratórios tenham sido revisados ​​e o participante se qualifique.

   Visita 5-7: As visitas serão a cada 2 semanas por um total de 10 semanas com a medicação do estudo (estatina). Os participantes serão avaliados quanto a quaisquer efeitos colaterais ou eventos adversos (EA) da estatina. A adesão à medicação do estudo será avaliada em cada visita.

   Visita 8: Peso, sinais vitais e OGTT descritos acima.

   Visita 9: Repita o GGIT conforme descrito acima.

   Visita 10: Repita os testes e amostras de laboratório IST e iPOP conforme descrito acima. No final desta visita, a estatina será interrompida e o participante do estudo será agendado para visitas de acompanhamento de 4 e 8 semanas.

   Visita 11: Um mês de folga da visita de estudo de estatina - peso, sinais vitais e testes de laboratório iPOP e amostras serão feitos conforme descrito acima.

   Visita 12: Última visita do estudo - peso, sinais vitais e testes de laboratório iPOP e amostras serão feitos conforme descrito acima.

   Os participantes serão convidados a preencher um questionário sobre seu estado de atividade física, alimentação e hábitos alimentares e estresse no momento de cada iPOP.

5. CONSIDERAÇÕES ESTATÍSTICAS

Com base em nosso trabalho anterior19, calculamos que, com 60 indivíduos, seríamos capazes de detectar uma alteração de 8% na concentração de SSPG e uma alteração de 8% no ISRAUC após a terapia com atorvastatina com poder de 80% e nível de significância bilateral de 5% usando um teste t de amostras pareadas. Assim, estimamos a necessidade de inscrever 75 indivíduos com uma taxa de abandono antecipada de 20%.

As estatísticas resumidas serão relatadas como mediana (faixa interquartil) ou número (porcentagem) de participantes, a menos que especificado de outra forma. Os testes de Shapiro-Wilk serão usados ​​para avaliar a normalidade dos dados, e as variáveis ​​que não são normalmente distribuídas serão transformadas em log. As alterações percentuais nas variáveis ​​serão calculadas pela fórmula: [(valor do final do estudo) - (valor da linha de base) / valor da linha de base] x 100. Testes t de amostras pareadas serão usados ​​para comparar as médias iniciais e finais do estudo. Testes t de uma amostra serão empregados para avaliar se as mudanças percentuais nas variáveis ​​são significativamente diferentes de zero (sem mudança). Os coeficientes de correlação de Pearson serão calculados para determinar a força da associação entre as variáveis ​​de interesse. Análises pré-especificadas de subgrupos serão realizadas por estratificação para indivíduos resistentes à insulina versus sensíveis à insulina. A mediana da concentração de SSPG será usada para definir os indivíduos como resistentes ou sensíveis à insulina. As médias dos grupos insulino-resistentes e insulino-sensíveis serão comparadas por testes t de amostras independentes e proporções por testes do qui-quadrado ou testes exatos de Fisher. As análises estatísticas serão realizadas por meio do software estatístico IBM SPSS versão 26.0.