Administração de Desferal para melhorar a reação prejudicada à hipóxia no diabetes (DESIRED)

Antecedentes As complicações da diabetes representam a principal preocupação para a terapia moderna da diabetes, e tornou-se uma prioridade caracterizar ainda mais os mecanismos fisiopatológicos dessas complicações para garantir o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas racionais.

Embora a exposição prolongada dos tecidos à hiperglicemia seja o principal fator causador das complicações crônicas do diabetes, recentemente tornou-se cada vez mais evidente que a hipóxia também desempenha um papel importante em todas as complicações do diabetes. Uma baixa concentração tecidual de oxigênio no diabetes é consequência de vários mecanismos (por exemplo, suprimento sanguíneo deficiente secundariamente a doenças micro e macrovasculares, má difusão local de oxigênio secundariamente a edema local ou como resultado do aumento do consumo de oxigênio).

As respostas adaptativas das células à hipóxia são mediadas pelo Fator Induzível por Hipóxia 1 (HIF), que é um fator de transcrição heterodimérico, composto por duas subunidades (subunidade alfa e subunidade beta), ambas expressas constitutivamente em células de mamíferos. Na normóxia, o HIF-1α é continuamente degradado pelo sistema ubiquitina-proteassoma como consequência da hidroxilação dependente de oxigênio de dois resíduos-chave de prolina catalisada por um grupo de enzimas chamadas prolil-hidroxilases (PHDs). Sob hipóxia quando a via de degradação é suprimida e o HIF-1α é estabilizado, ele se transloca no núcleo onde induz mais de 800 genes que são

envolvidos na angiogênese, metabolismo energético glicolítico, proliferação celular e sobrevivência que permitem que as células se adaptem à disponibilidade reduzida de oxigênio. O HIF-1 é central para a expressão de vários fatores de crescimento angiogênicos (ex. como Fator de Crescimento Endotelial Vascular (VEGF), eritropoetina (EPO) e fator 1α derivado de células estromais (SDF-1α) e para recrutamento de células progenitoras endoteliais (EPC). Recentemente, foi proposto que microRNAs (ex. mir210) também mediam uma parte das funções do HIF-1.

As PHDs que controlam a estabilidade e a função do HIF 1 α são enzimas dependentes de Fe 2+ e/ou O2 e sua atividade pode ser inibida pela depleção do ferro. A deferoxamina (DFO), que é um quelante de ferro, induz, portanto, o acúmulo de HIF-1α e genes de resposta à hipóxia na normóxia tanto in vitro quanto in vivo, sendo capaz de restaurar a reação adaptativa reprimida à hipóxia em diferentes modelos animais de diabetes. A DFO está em uso clínico há décadas para tratar a deposição excessiva de ferro secundária a diferentes patologias (talassemia, mielosclerose etc.) e foi usada como ferramenta farmacológica para induzir respostas dependentes de HIF.

Na última década, várias evidências foram reunidas, apontando que no diabetes há uma resposta celular defeituosa à hipóxia. Uma resposta de hipóxia prejudicada está presente em todos os tecidos que desenvolvem complicações tanto em modelos animais para diabetes quanto em pacientes com diabetes como consequência de uma sinalização HIF defeituosa. É um efeito direto da hiperglicemia que reprime diretamente a estabilidade e a função do HIF em vários níveis.

A reação prejudicada à hipóxia recentemente descrita no diabetes tem consequências potencialmente importantes em desafios hipóxicos agudos, como infarto agudo do coração, acidente vascular cerebral, isquemia de membro (conhecido por ter um pior prognóstico no diabetes), mas também na regulação sutil do sistema cardiovascular e respiratório como consequência de neuropatia autonômica com potencial efeito prognóstico grave em eventos cardiovasculares tardios. Diferentes estudos abordaram as respostas cardiovasculares à hipóxia intermitente (HI) em comparação com a exposição à normóxia em pacientes com diabetes. A fim de estabelecer a adequação da reação cardiovascular à hipóxia no diabetes, as respostas cardiorrespiratórias e angiogenéticas para HI em pacientes com diabetes em comparação com indivíduos de controle não diabéticos pareados foram recentemente investigadas (HYKRAND número de aprovação ética 2015/1182-31/4) . Os resultados preliminares (não publicados) mostraram vários defeitos na reação aguda e tardia dos pacientes com diabetes em comparação com os controles. A sensibilidade do barorreflexo (BRS), que é um marcador de risco cardiovascular e prognóstico de sobrevida após eventos cardiovasculares, foi diminuída em pacientes com diabetes após HI em comparação com indivíduos não diabéticos. Tanto o número de Células Precursoras Endoteliais (EPC) quanto os níveis de seu principal fator estimulador derivado do estroma (SDF-1α) diminuíram em resposta à HI em diabéticos em comparação com indivíduos não diabéticos, confirmando a pior capacidade de reparar lesões isquêmicas no diabetes.

O projeto aqui proposto investiga o potencial do DFO (conhecido por melhorar a sinalização hipóxica dependente do HIF) para reverter a resposta cardiorrespiratória e angiogenética prejudicada em pacientes diabéticos.

Projeto de pesquisa. É um estudo cruzado randomizado cego que investiga a eficácia de DFO (50mg/kg) versus solução salina isotônica administrada por via intravenosa antes da hipóxia intermitente (HI) para melhorar a resposta cardiorrespiratória e angiogenética em pacientes com diabetes. A IH consistirá em cinco períodos hipóxicos (fração inspirada de oxigênio de 13% O2) cada um com duração de 6 minutos, com cinco intervalos normóxicos de mesma duração (como usado no estudo HYKRAND) em 30 pacientes com diabetes tipo 1 sem sinais clínicos de qualquer complicação. O estudo será realizado durante 4 dias com um intervalo mínimo de 2 meses entre as 2 internações para garantir uma lavagem suficiente e restaurar os depósitos de ferro.

Métodos Desenho do estudo Trata-se de um estudo randomizado, duplo-cego, realizado em pacientes com diabetes tipo 1 sem complicações crônicas.

Os pacientes serão randomizados (por randomização em bloco) (httpps://www.sealedenvelope.com/ randomizador simples/v1/listas) para (A) tratamento com Desferal (DFO) ou (B) tratamento com solução salina isotônica.

Tanto os pacientes quanto a equipe serão cegos para o grupo de tratamento do paciente.

Os indivíduos serão aconselhados a se abster de bebidas com cafeína por 12 horas e de álcool por 36 horas antes do teste

Dia 1: Amostras de sangue basal serão coletadas pela manhã e posteriormente os pacientes receberão Desferal (50 mg/kg) / Saline infusion s.c durante 6hs. Durante a última hora de infusão, os indivíduos serão expostos a hipóxia intermitente (IH). Amostras de sangue e medições cardiovasculares e respiratórias (CR) serão realizadas (conforme detalhado abaixo) imediatamente antes e em vários momentos após a IH.

Dia 2: As amostras de sangue serão coletadas pela manhã. A exposição IH consiste em cinco períodos hipóxicos (fração inspirada de O2 de 13% de oxigênio) cada um com duração de 6 minutos, com cinco intervalos normóxicos de mesma duração (totalmente 1 hora).

Dia 1: a pressão arterial, a frequência cardíaca e a saturação arterial de oxigênio são medidas continuamente. Em caso de diminuição da saturação de oxigênio de 80% ou da ocorrência de sintomas, a hipóxia é interrompida até que os níveis de oxigênio atinjam pelo menos 80%. Um técnico regula e controla os períodos respiratórios sob supervisão de um médico de forma que a intervenção não possa ser observada pelo paciente. A partir daí, três sessões de medição serão realizadas: imediatamente após (t2), após 3 h (t3) e após 6 h (t4). Após t2, cada paciente obteve uma refeição individual de acordo com a necessidade da dieta.

Testes cardiovasculares e respiratórios.

Avaliação da sensibilidade do barorreflexo. Todos os pacientes serão testados na posição supina em uma sala silenciosa com temperatura confortável. Antes que os participantes sejam conectados a um circuito de reinalação através de um bocal com filtro antibacteriano, a respiração espontânea do ar ambiente em repouso será realizada por 4 minutos para obter os dados da linha de base.

Durante cada condição, será realizada a medição contínua da saturação de oxigênio (SaO2) por um oxímetro de pulso e CO2 expirado (CO2-et) usando um capnógrafo conectado a um bocal. Os registros do eletrocardiograma serão realizados por derivações torácicas e a pressão arterial não invasiva contínua será registrada pelo método do manguito. Dois cintos (posicionados ao redor do tórax e do abdômen) irão monitorar os movimentos respiratórios do tórax. Um pneumotacógrafo será conectado a um transdutor de pressão diferencial e inserido em série no componente expiratório do sistema de reinalação para medir o fluxo das vias aéreas.

A sensibilidade do barorreflexo (BRS) será medida durante a respiração espontânea em cada sessão de medição. Como estudos anteriores não documentaram um melhor desempenho de um método sobre os outros, a média de sete métodos diferentes: sequências positivas e negativas, o coeficiente a nas bandas de baixa e alta frequência e sua média, a técnica da função de transferência, e a razão entre os desvios padrão do intervalo R-R e as variabilidades da pressão arterial sistólica serão calculadas. Além da BRS, o SD do intervalo R-R (SDNN) foi aplicado para determinar um índice global de variabilidade da frequência cardíaca. Essa seleção é feita com base no fato de que a distribuição normal é mais pronunciada nessa variável em comparação com outros índices de variabilidade (por exemplo, variância).

A resposta ventilatória hipóxica (RVH) e a resposta ventilatória hipercápnica (RVC) serão avaliadas para determinar a atividade do sistema respiratório.

A função autonômica cardiovascular será determinada realizando quatro testes de acordo com as diretrizes recentes: respiração profunda, proporção 30:15, manobra de Valsalva e resposta da pressão arterial sistólica ao ortostatismo. A neuropatia autonômica cardiovascular será definida como a "presença de dois ou mais testes anormais".

A sensibilidade do barorreflexo (BRS) será avaliada antes (t1), imediatamente após (t2), 3 h (t3) e 6 h (t4) após a IH.

O potencial angiogenético será avaliado nos mesmos endpoints e após 24 H (Dia N3) medindo no soro citocinas relevantes que são alvos gênicos para HIF-1 (ou seja, Fator de crescimento endotelial vascular (AVEGFA), fator 1a derivado de células estromais (SDF-1a), eritropoietina, etc.). A resposta direta da sinalização do HIF será avaliada pelos níveis séricos de mir210 que são regulados exclusivamente pelo HIF.

A resposta de EPC será avaliada nos mesmos pontos de tempo por análise de seleção celular ativada por fluorescência (FACS) do número de antígeno de célula progenitora hematopoiética (CD34+)/antígeno CD133/receptor de domínio de inserção de quinase (KDR +)