Agonista FFAR em Incretinas, Insulina, Lipídios e Inflamação

O diabetes tipo 2 (DM2) é um dos maiores desafios de saúde em todo o mundo. A doença está fortemente associada à obesidade e se desenvolve desde condições pré-diabéticas, onde a resistência à insulina e inflamação de baixo grau desempenham um papel importante, até o DM2, onde a falha da célula beta pancreática em compensar a resistência à insulina causa hiperglicemia. Segundo estimativas recentes, 350 milhões de pessoas em todo o mundo sofrem de diabetes. A doença normalmente leva a muitos anos de qualidade de vida reduzida devido a complicações colaterais, como doenças cardiovasculares (DCV), cegueira, insuficiência renal e amputações. Estima-se que o DM2 seja a 4ª principal causa de morte no mundo ocidental, com redução de 5 a 10 anos na expectativa de vida. É geralmente aceito que uma dieta saudável e o aumento da atividade física são eficazes na prevenção do DM2 e também podem ajudar a alcançar um melhor controle do DM2 e reduzir o risco de DCV. Não há, no entanto, um acordo geral sobre o que constitui uma dieta saudável.

Durante a última década, vários receptores de superfície celular que respondem aos ácidos graxos livres (FFA) foram descobertos. Esses receptores de ácidos graxos livres (FFARs) pertencem à superfamília dos receptores 7 transmembranares acoplados à proteína G (GPRs) e todos foram implicados em processos metabólicos, gasto de energia e inflamação. Consequentemente, vários dos receptores têm atraído interesse como alvos potenciais para o tratamento de doenças metabólicas e inflamatórias, incluindo obesidade e DM2.

FFAR1 (GPR40), que é ativado por FFA de cadeia longa, é altamente expresso em células β pancreáticas e aumenta a secreção de insulina estimulada por glicose (GSIS) [4]. Há evidências de que o FFAR1 também é expresso em células enteroendócrinas intestinais, onde promove a secreção de hormônios incretinas como GLP-1 e GIP. O GLP-1 é altamente interessante para o tratamento da obesidade e DM2 devido à sua capacidade de aumentar GSIS, aumentar o crescimento de células β, aumentar a sensibilidade à insulina, reduzir a motilidade gástrica, aumentar a saciedade e causar perda de peso. O ensaio clínico de fase II publicado com o agonista seletivo de FFAR1 TAK-875 demonstrou alta eficácia na redução da glicose plasmática sem aumento da incidência de hipoglicemia e tem causado considerável interesse no receptor como um novo alvo para o tratamento de DM2.

FFAR4 (GPR120), que é ativado por FFA insaturados de cadeia longa, é expresso no sistema gastrointestinal, tecido adiposo e células β, e é relatado para promover a secreção de GLP-1 das células intestinais, para neutralizar a inflamação e aumentar a insulina sensibilidade no tecido adiposo. Notavelmente, o FFAR4 disfuncional foi recentemente conectado ao desenvolvimento da obesidade em camundongos e humanos. Isso aumentou consideravelmente o interesse no receptor como alvo para obesidade e doenças metabólicas. Isso é apoiado por indicações de que FFA insaturados revertem a inflamação hipotalâmica induzida por dieta por meio de FFAR4 e, assim, reduzem o peso corporal em camundongos obesos induzidos por dieta (DIO). Esses FFARs são, portanto, expressos em diferentes tecidos do corpo, onde potencialmente podem afetar condições metabólicas e inflamatórias, como DM2 e obesidade.

Essas funções combinadas e a abundância de ácidos graxos nos alimentos sugerem que os FFARs podem ser considerados como reguladores de detecção de nutrientes do metabolismo.

A cirurgia de bypass gástrico em Y de Roux (RYGB), frequentemente usada para tratar obesidade grave, frequentemente resulta em efeitos benéficos imediatos no metabolismo da glicose em DM2, muitas vezes com remissão completa. Esses efeitos são em parte independentes da perda de peso, mas podem ser explicados por um aumento significativo dos níveis de GLP-1 imediatamente após a cirurgia. Assim, parece que o efeito depende puramente da entrega de nutrientes e sucos pancreáticos diretamente para as partes inferiores do íleo. Normalmente, os AGL são rapidamente absorvidos nas partes superiores do trato gastrointestinal. Portanto, é possível que os efeitos do RYGB sejam parcialmente devidos à estimulação enteroendócrina de FFAR1 e talvez FFAR4 por entrega direta de nutrientes, ou seja, liberação de FFA no intestino grosso. Uma hipótese a ser investigada neste projeto de doutorado é que a entrega de um AGL poliinsaturado específico de ocorrência natural com alta eficácia comprovada em FFAR1 e FFAR4 diretamente no intestino inferior pode imitar os efeitos benéficos observados após RYGB com menos gastos e menos efeitos adversos.

A entrega de uma carga maior de FFA não absorvido ao intestino delgado distal pode ser alcançada aproveitando-se o revestimento entérico que se dissolve em pH > 6,0, que é observado no lúmen do jejuno distal, íleo e cólon, e é independente do cólon flora. Esta tecnologia de revestimento entérico está bem estabelecida para a administração de medicamentos ao íleo e ao cólon. O potencial efeito positivo desse princípio foi relatado recentemente em uma pequena coorte de pacientes com DM2. Assim, a administração de pequenas quantidades de ácido láurico (um ácido graxo C12) ao intestino distal usando pastilhas com revestimento entérico estimulou a secreção de GLP-1 e reduziu os níveis de glicose pós-prandial em resposta às refeições. Nenhum efeito crônico foi testado neste estudo. Embora não sugerido pelos autores, o aumento da liberação de GLP-1 pode envolver a estimulação direta de FFAR1 e/ou FFAR4 pelo ácido láurico no intestino distal.

Como parte do projeto FFARMED apoiado pelo Conselho Dinamarquês para Pesquisa Estratégica, uma triagem de 36 FFA relevantes e sua capacidade de atuar como agonistas FFAR1 e FFAR4 in vitro foram realizadas para identificar o agonista duplo FFAR1/FFAR4 de ocorrência natural mais potente para estudos clínicos. Destes, o ácido graxo poliinsaturado (PUFA), o ácido pinolênico apresentou eficácia significativamente maior que os demais, sendo, portanto, selecionado para estudos posteriores. Para apoiar ainda mais essa escolha, o efeito do ácido pinolênico foi testado usando uma pequena dose (100 mg/kg) administrada 30 minutos antes de um teste oral de tolerância à glicose (OGTT) em camundongos. De forma convincente, o ácido pinolênico purificado melhorou significativamente a tolerância à glicose, reduzindo a AUC-glicose e os níveis de pico de glicose quando comparado ao controle (óleo de milho). A eficácia foi semelhante à obtida com um agonista farmacêutico seletivo de FFAR1 (TUG-905). O ácido pinolênico é um ácido graxo contido nos pinhões siberianos, pinhões coreanos e nas sementes de outros pinheiros. A maior porcentagem de ácido pinolênico (~ 20%) é encontrada nos pinhões siberianos e no óleo produzido a partir deles. Foi relatado que o óleo de pinhão coreano administrado como FFA hidrolisado, mas não como TG, aumenta a secreção de GLP-1 e diminui o apetite em mulheres com excesso de peso. Isso apóia os resultados anteriores e indica que apenas o ácido pinolênico purificado melhorou o metabolismo da glicose em camundongos.

hipóteses

Conforme descrito acima, a expressão de FFAR1 e FFAR4 em células enteroendócrinas intestinais, células beta pancreáticas e tecido adiposo foi associada a 1) aumento da secreção de GLP-1 e, portanto, aumento mediado por incretina em GSIS e supressão da secreção de glucagon, 2 ) um efeito positivo direto no GSIS, 3) redução da inflamação, 4) melhora da sensibilidade à insulina e 5) aumento do gasto de energia. Com base nas descobertas acima, os investigadores estão realizando uma série de ensaios clínicos usando ácido pinolênico derivado de pinhões siberianos como um agonista FFAR1/FFAR4 duplo de ocorrência natural.

Os investigadores levantam a hipótese de que a ingestão de uma pequena quantidade de ácido pinolênico administrado como grânulos com revestimento entérico dissolvidos no intestino inferior irá 1) aumentar a secreção de GLP-1 relacionada à refeição, estimulando FFAR1/FFAR4 nas células enteroendócrinas, causando melhora da GSIS e aumento da saciedade, 2 ) aumentam o GSIS estimulando diretamente o FFAR1 (e talvez o FFAR4) nas células beta e 3) atenuam a inflamação de baixo grau observada em condições de resistência à insulina, como obesidade e DM2, estimulando o FFAR4 nos adipócitos.

Mira

Para testar as hipóteses, os objetivos deste projeto são investigar:

1. O efeito de grânulos com revestimento entérico de ácido pinolênico (óleo de pinhão hidrolisado) e placebo (óleo de milho) na tolerabilidade, segurança e níveis de glicemia em cinco estudos piloto de indivíduos saudáveis.
2. Os efeitos agudos do ácido pinolênico nas alterações induzidas pela refeição em I) níveis circulantes de glicose, insulina, GLP-1, GIP e glucagon, II) lipídios plasmáticos e marcadores inflamatórios, III) classificações de apetite e IV) metabolismo de substrato em pacientes com Indivíduos T2D e magros saudáveis ​​e obesos não diabéticos.
3. Os efeitos crônicos do ácido pinolênico administrado 3 vezes ao dia por 8 semanas em I) efeito incretina, II) GSIS, III) composição corporal, IV) lipídios e marcadores inflamatórios V) metabolismo de substrato e VI) marcadores de resistência à insulina e inflamação nos tecidos biópsias (músculo e tecido adiposo) em pacientes com DM2 e obesos não diabéticos.

Este registro cobre o segundo dos cinco estudos piloto planejados e investiga a diferença de efeito entre o óleo de pinhão e o óleo hidrolisado de pinhão na insulina, glicose e hormônios incretina quando administrados agudamente em combinação com um teste oral de tolerância à glicose.