Resposta de Indivíduos com Ataxia-Telangiectasia à Metformina e Pioglitazona (RAMP)

A metformina é um medicamento comumente prescrito, usado como tratamento médico de primeira linha do diabetes mellitus tipo 2 (DM2), mas também sem licença em não diabéticos para a Síndrome dos Ovários Policísticos (SOP). Mais de 120 milhões de pessoas em todo o mundo recebem prescrição de metformina. Apesar disso, seu mecanismo de ação não é totalmente compreendido. A tolerância e a resposta à metformina variam muito de paciente para paciente e destacam a necessidade de mais pesquisas sobre a farmacocinética e a dinâmica da droga.

Como uma equipe de pesquisadores em diabetes, nosso grupo tem se interessado pela genética da resposta a medicamentos no diabetes. Um estudo de ampla associação do genoma realizado por membros do nosso grupo destacou o locus que carrega o gene ATM como um link potencial para a resposta à metformina. Nós projetamos este estudo para investigar esta ligação clinicamente. Ao fazer isso, esperamos orientar o manejo do diabetes em uma condição chamada Ataxia Telangiectasia.

ATM (Ataxia Telangiectasia Mutated) é um gene envolvido no reparo do DNA - mutações recessivas homozigóticas neste gene causam Ataxia Telangiectasia (A-T), que está associada a ataxia cerebelar, telangiectasia ocular e cânceres linfoproliferativos. A incidência de A-T está entre 1 em 40.000 a 1 em 100.000 nascidos vivos, embora isso aumente dramaticamente com pais consanguíneos. Curiosamente, a A-T também foi associada à resistência à insulina. Tanto "fígado gorduroso" quanto diabetes foram documentados neste grupo de pacientes, mas há pouca pesquisa sobre a ligação entre A-T e essas condições. Aproximadamente 1 em cada 100 pessoas são portadoras de uma mutação de perda de função no gene ATM, que está associada a um risco aumentado de doença cardíaca isquêmica e certos tipos de câncer.

Vários estudos de deficiência de ATM em um modelo de camundongo foram realizados. Camundongos Atm -/- exibem um defeito precoce na liberação de insulina estimulada por glicose e mais tarde desenvolvem hiperglicemia e resistência à insulina [1]. Dados não publicados do Grupo McCrimmon da Universidade de Dundee sugerem que camundongos heterozigotos para deficiência de ATM apresentam glicemia de jejum prejudicada, mas demonstraram uma melhora acentuada na glicemia de jejum com metformina. Um artigo do Cell Reports, detalhando um modelo de camundongo com deficiência de ATM, demonstra resistência à insulina em camundongos com deficiência de ATM, com um fenótipo lipodistrófico [2]. Esse fenótipo (aumento da gordura subcutânea e aumento da gordura visceral) foi atenuado pelo uso de metformina e tiazolidinediona (TZD).

Um pequeno estudo publicado pelo grupo Pearson da Universidade de Dundee, que comparou dados de testes orais de tolerância à glicose (OGTTs) em pacientes com A-T versus indivíduos saudáveis, confirmou aumento da resistência à insulina em pacientes com A-T [3]. Como mencionado acima, um amplo estudo de associação do genoma, também pelo grupo Pearson, destaca o locus ATM como um potencial vínculo genético para a resposta à metformina [4, 5]. Com os modelos de camundongos e informações de estudos genéticos, este estudo agora visa avaliar a resistência à insulina neste grupo de pacientes A-T e entender como eles respondem aos medicamentos comumente usados ​​para tratar a resistência à insulina/diabetes.

A potencial ligação genética entre ATM e resposta à metformina será investigada. Até agora, não está claro pelos estudos genéticos como a deficiência de ATM afeta a resposta individual à metformina - a resposta deles é maior ou menor do que a da população em geral? Da mesma forma, a magnitude dessa resposta não foi quantificada. Existem relatos anedóticos de pacientes com A-T que tiveram uma melhora acentuada no controle glicêmico com o uso de metformina. Estudos em modelos de camundongos indicaram uma resposta aumentada à metformina em camundongos heterozigotos com deficiência de ATM.

O estudo também investigará a resposta de indivíduos com A-T aos TZDs. Estudos do modelo de camundongo de A-T demonstraram resposta ao TZD pioglitazona. É importante observar que a pioglitazona agora é usada sem licença em não diabéticos para o tratamento da doença hepática gordurosa não alcoólica (NAFLD) [6, 7], portanto, sabemos que é seguro para uso em uma coorte de não diabéticos.

Este estudo avaliará o efeito da deficiência de ATM na resposta à metformina e pioglitazona em humanos, estudando pessoas com A-T e comparando sua resposta com a de um grupo de controle pareado.

Este estudo recrutará indivíduos não diabéticos - 15 casos (pessoas com A-T) versus 15 controles pareados por idade e gênero - em um design cruzado. Os participantes terão de 18 a 30 anos de idade. Essa faixa etária é mais realista para recrutar pacientes com A-T "clássica", em oposição à "variante leve", já que pessoas com A-T clássica raramente sobrevivem até os 30 anos. A exclusão de indivíduos com outras formas mais leves de A-T fornecerá uma diferença mais detectável entre as duas coortes. Os participantes serão descendentes de europeus brancos, pois isso reduzirá as diferenças genéticas entre os indivíduos. A origem étnica também afeta a resistência à insulina de um indivíduo, portanto, todos os participantes devem ser da mesma etnia.

O estudo é composto por dois períodos de tratamento com duração de oito semanas cada, e separados por um período de washout de uma semana. O tratamento inicial deve ser com metformina, titulada para 1000mg duas vezes ao dia. O segundo tratamento será pioglitazona titulada para 30 mg uma vez ao dia.

O estudo durará um total de aproximadamente 17 semanas e envolve três visitas ao Centro de Pesquisa Clínica do hospital Ninewells em Dundee. A primeira visita será a mais longa, com duração de 1,5 dias, e as outras duas duram um dia inteiro com uma curta visita preparatória de 30 minutos no dia anterior.

Múltiplos métodos serão usados ​​para investigar a relação entre ATM, diabetes e resposta a medicamentos:

• Testes de refeição mista com rastreador duplo com calorimetria indireta (consulte SOP de estudos de rastreadores)
• RM (consulte SOP de RM)
• Amostragem de sangue e urina (consulte SOP de coleta de amostras)
• Biópsia de gordura (consulte SOP de biópsia de gordura)

Em resumo, cada indivíduo terá três estudos traçadores: um estudo inicial na linha de base; um segundo após oito semanas de metformina; e um estudo traçador final após oito semanas do TZD, pioglitazona. Os estudos do rastreador envolvem uma refeição padronizada na noite anterior ao estudo e jejum a partir da meia-noite na preparação. Nenhum álcool deve ser consumido por 24 horas antes do estudo. No dia do estudo traçador serão inseridas duas cânulas, uma em cada antebraço. Uma cânula será usada para infundir um marcador de glicose estável [6,6-2H2] durante o estudo de oito horas. Após duas horas dessa infusão, o participante será alimentado com uma refeição mista contendo glicose [U-13C] (estável). O participante é observado por mais seis horas, enquanto a infusão de glicose [6,6-2H2] continua. Ao longo do estudo do traçador, o sangue será coletado da segunda cânula em vários pontos de tempo, para permitir a medição de glicose (incluindo os traçadores), insulina, peptídeo C, glucagon, peptídeo semelhante ao glucagon 1 (GLP-1) e ácidos graxos não esterificados (NEFAs). Um total de 150 ml de sangue será coletado durante o estudo do traçador. A urina é coletada em duas fases (antes e depois da refeição) durante o estudo do traçador, para a medição da excreção de glicose. A calorimetria indireta será usada para episódios de vinte minutos em vários pontos de tempo para medir a utilização do substrato durante o estudo. Isso envolve o participante vestindo um "capuz" que é leve e tem uma viseira transparente. Todas essas medições nos permitirão modelar os fluxos de glicose no participante e calcular os índices de sensibilidade à insulina. A repetição dos estudos de marcadores em dois agentes anti-hiperglicêmicos fornecerá comparação desses índices durante e após o tratamento.

Na visita inicial, uma ressonância magnética, amostragem de sangue e biópsia de gordura serão realizadas durante a visita de meio dia antes do estudo do traçador. Isso nos permitirá avaliar a distribuição de gordura por ressonância magnética e obter tecido adiposo para realizar estudos laboratoriais para avaliar a função dos adipócitos e a resposta à metformina e à pioglitazona. Amostras de sangue são coletadas para "sangues de segurança" (ou seja, para garantir a função renal normal e HbA1c <48mmol/mol), mas também para análise futura de DNA, para confirmar o diagnóstico no grupo A-T e verificar o status de portador dos controles.

As visitas dois e três envolvem um dia inteiro no centro de pesquisa clínica (CRC) para um estudo de traçador. No dia anterior ao traçador, é necessária uma visita curta de meia hora para obter "sangues de segurança" (neste caso, para verificar a função renal) e fornecer a refeição padronizada para se preparar para o estudo do traçador no dia seguinte.

Se este estudo puder confirmar clinicamente a hipótese de que os indivíduos com deficiência de ATM respondem bem à metformina ou à pioglitazona, e os indivíduos apresentam melhora acentuada na resistência à insulina enquanto tomam qualquer um dos medicamentos do estudo, este estudo pode direcionar a tomada de decisão clínica no tratamento de pacientes com A-T e fígado gorduroso/resistência à insulina.

Em conjunto com os estudos clínicos, estudos de experimentos celulares serão realizados em hepatócitos derivados de células-tronco pluripotentes induzidas (IPSC) de indivíduos com A-T, para avaliar a resposta ao medicamento em um nível celular. Esta será uma colaboração com o Sanger Institute em Cambridge, onde eles já desenvolveram hepatócitos derivados de IPSC do sangue de pacientes com A-T. Essas células serão usadas para criar um modelo de resposta a drogas em nível celular. Essas linhagens celulares não são diretamente de nossos pacientes recrutados, mas servem como um modelo celular de A-T. No entanto, ofereceremos ao grupo A-T a chance de doar sangue para o estudo INSIGNIA, do Sanger Institute, que é um estudo focado na investigação de padrões de mutações (assinaturas) em doenças genéticas hereditárias e outras doenças progressivas (consulte INSIGNIA PIS e formulários de consentimento). Isso é opcional e a participação no RAMP não obriga quem tem A-T a contribuir com o INSIGNIA.