Реакция лиц с атаксией-телеангиэктазией на метформин и пиоглитазон (RAMP)

Метформин является широко назначаемым препаратом, используемым в качестве лекарств первой линии для лечения сахарного диабета 2 типа (СД2), но также без лицензии у недиабетиков с синдромом поликистозных яичников (СПКЯ). Метформин назначают более 120 миллионам человек во всем мире. Несмотря на это, механизм его действия до конца не изучен. Как переносимость, так и реакция на метформин сильно различаются от пациента к пациенту, что подчеркивает необходимость дальнейших исследований фармакокинетики и динамики препарата.

Как группа исследователей диабета, наша группа интересовалась генетикой реакции на лекарства при диабете. Исследование геномной ассоциации, проведенное членами нашей группы, выявило локус, несущий ген ATM, как потенциальную связь с реакцией на метформин. Мы разработали это исследование для клинического изучения этой связи. При этом мы надеемся помочь в лечении диабета при состоянии, которое называется атаксия-телеангиэктазия.

ATM (Ataxia Telangiectasia Mutated) представляет собой ген, участвующий в репарации ДНК: гомозиготные рецессивные мутации в этом гене вызывают атаксию-телеангиэктазию (AT), которая связана с мозжечковой атаксией, глазной телеангиэктазией и лимфопролиферативным раком. Частота AT составляет от 1 на 40 000 до 1 на 100 000 живорождений, хотя она резко возрастает у кровнородственных родителей. Интересно, что AT также был связан с резистентностью к инсулину. В этой группе пациентов были зарегистрированы как «жирная печень», так и диабет, но мало исследований связи между АТ и этими состояниями. Примерно 1 из 100 человек является носителем мутации потери функции в гене ATM, что связано с повышенным риском ишемической болезни сердца и некоторых видов рака.

Было проведено несколько исследований дефицита АТМ на модели мышей. У мышей Atm -/- обнаруживается ранний дефект стимулированного глюкозой высвобождения инсулина, а позже развивается гипергликемия и резистентность к инсулину [1]. Неопубликованные данные группы McCrimmon из Университета Данди предполагают, что у мышей, гетерозиготных по дефициту АТМ, нарушен уровень глюкозы натощак, но продемонстрировано заметное улучшение уровня глюкозы натощак при приеме метформина. В статье Cell Reports, подробно описывающей мышиную модель дефицита АТМ, демонстрируется резистентность к инсулину у мышей с дефицитом АТМ с липодистрофическим фенотипом [2]. Этот фенотип (недостаток подкожного жира и увеличение висцерального жира) ослаблялся при применении метформина и тиазолидиндиона (TZD).

Небольшое исследование, опубликованное группой Пирсона из Университета Данди, в котором сравнивались данные пероральных тестов на толерантность к глюкозе (ПГТТ) у пациентов с АТ по сравнению со здоровыми людьми, подтвердило повышенную резистентность к инсулину у пациентов с АТ [3]. Как упоминалось выше, исследование геномной ассоциации, также проведенное группой Пирсона, подчеркивает локус ATM как потенциальную генетическую связь с реакцией на метформин [4, 5]. С помощью моделей мышей и информации из генетических исследований это исследование теперь направлено на оценку резистентности к инсулину в этой группе пациентов с AT и на понимание того, как они реагируют на препараты, обычно используемые для лечения резистентности к инсулину / диабета.

Будет исследована потенциальная генетическая связь между АТМ и реакцией на метформин. До сих пор из генетических исследований неясно, как дефицит АТМ влияет на индивидуальную реакцию на метформин - их реакция больше или меньше, чем у населения в целом? Точно так же величина этого ответа не была определена количественно. Имеются отдельные сообщения о пациентах с А-Т, у которых наблюдалось заметное улучшение гликемического контроля при применении метформина. Исследования на мышах показали повышенный ответ на метформин у гетерозиготных мышей с дефицитом АТМ.

В исследовании также будет изучена реакция людей с AT на TZD. Исследования мышиной модели А-Т продемонстрировали реакцию на пиоглитазон TZD. Следует отметить, что пиоглитазон в настоящее время используется без лицензии у недиабетиков для лечения неалкогольной жировой болезни печени (НАЖБП) [6, 7], поэтому мы знаем, что он безопасен для использования в недиабетической когорте.

В этом исследовании будет оцениваться влияние дефицита АТМ на реакцию метформина и пиоглитазона у людей путем изучения людей с А-Т и сравнения их реакции с реакцией соответствующей контрольной группы.

В этом исследовании будут участвовать люди, не страдающие диабетом — 15 случаев (люди с АТ) против 15 человек из контрольной группы того же возраста и пола — в перекрестном дизайне. Участникам от 18 до 30 лет. Эта возрастная группа наиболее реалистична для набора пациентов с «классическим», а не с «легким вариантом» AT, поскольку люди с классическим AT редко доживают до 30 лет. Исключение лиц с другими более легкими формами А-Т обеспечит более заметную разницу между двумя когортами. Участники будут иметь белое европейское происхождение, так как это сузит генетические различия между людьми. Этническое происхождение также влияет на резистентность к инсулину, поэтому все участники должны быть одной национальности.

Исследование состоит из двух периодов лечения, каждый из которых длится восемь недель, и разделены недельным периодом вымывания. Начальное лечение должно быть с метформином, дозировка титруется до 1000 мг два раза в день. Вторым лечением будет пиоглитазон, титрованный до 30 мг один раз в день.

Исследование продлится в общей сложности около 17 недель и включает в себя три визита в Центр клинических исследований в больнице Ninewells в Данди. Первый визит будет самым продолжительным, продолжительностью 1,5 дня, а два других визита длятся один полный день с коротким подготовительным визитом на 30 минут накануне.

Для исследования взаимосвязи между АТМ, диабетом и реакцией на лекарство будут использоваться несколько методов:

• Тесты смешанной пищи с двумя индикаторами с помощью непрямой калориметрии (см. СОП по исследованиям индикаторов)
• МРТ (см. СОП МРТ)
• Взятие проб крови и мочи (см. СОП по сбору проб)
• Биопсия жира (см. СОП «Биопсия жира»)

Таким образом, каждый человек будет иметь три трассирующих исследования: начальное исследование на исходном уровне; второй после восьми недель приема метформина; и окончательное исследование индикатора после восьми недель приема TZD, пиоглитазона. Трейсерные исследования включают стандартизированный прием пищи за ночь до исследования и голодание с полуночи для подготовки. За 24 часа до исследования нельзя употреблять алкоголь. В день трассирующего исследования будут вставлены две канюли, по одной в каждое предплечье. Одна канюля будет использоваться для введения стабильного индикатора глюкозы [6,6-2H2] в течение восьмичасового исследования. После двух часов этой инфузии участнику будет предложена смешанная еда, содержащая глюкозу [U-13C] (стабильная). За участником наблюдают еще шесть часов, продолжая инфузию [6,6-2H2] глюкозы. На протяжении всего исследования метки кровь будет браться из второй канюли в несколько моментов времени, чтобы можно было измерить уровень глюкозы (включая метки), инсулина, С-пептида, глюкагона, глюкагоноподобного пептида 1 (ГПП-1) и неэтерифицированные жирные кислоты (НЭЖК). Всего во время трассирующего исследования будет взято 150 мл крови. Мочу собирают в два этапа (до и после еды) во время трассерного исследования для измерения экскреции глюкозы. Непрямая калориметрия будет использоваться для двадцатиминутных эпизодов в несколько моментов времени для измерения использования субстрата во время исследования. Это предполагает, что участник носит легкий «капюшон» с прозрачным козырьком. Все эти измерения позволят нам смоделировать потоки глюкозы у участника и рассчитать индексы чувствительности к инсулину. Повторение индикаторных исследований двух сахароснижающих препаратов позволит сравнить эти показатели при лечении и без него.

Во время исходного визита МРТ, забор крови и биопсия жира будут проводиться в течение половины дня перед исследованием индикаторов. Это позволит нам оценить распределение жира с помощью МРТ и получить жировую ткань для проведения лабораторных исследований для оценки функции адипоцитов и реакции на метформин и пиоглитазон. Образцы крови берутся для «безопасной крови» (т. е. для обеспечения нормальной функции почек и HbA1c <48 ммоль/моль), а также для будущего анализа ДНК, подтверждения диагноза в группе АТ и проверки статуса носительства в контрольной группе.

Визиты два и три предполагают целый день в центре клинических исследований (CRC) для исследования индикаторов. За день до трассирующего исследования необходим короткий получасовой визит для получения «безопасной крови» (в данном случае для проверки функции почек) и обеспечения стандартизированным питанием для подготовки к трассерному исследованию на следующий день.

Если это исследование сможет клинически подтвердить гипотезу о том, что люди с дефицитом АТМ хорошо реагируют на метформин или пиоглитазон, и у них будет заметно улучшение резистентности к инсулину при приеме любого из исследуемых препаратов, это исследование может направить принятие клинических решений в отношении ухода за пациентами с A-T и ожирение печени/резистентность к инсулину.

В сочетании с клиническими исследованиями будут проведены клеточные эксперименты на гепатоцитах, полученных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК), полученных от людей с А-Т, для оценки реакции на лекарство на клеточном уровне. Это будет сотрудничество с Институтом Сэнгера в Кембридже, где они уже разработали гепатоциты, полученные из ИПСК, из крови пациентов с АТ. Эти клетки будут использоваться для создания модели реакции на лекарство на клеточном уровне. Эти клеточные линии получены не напрямую от набранных нами пациентов, а служат клеточной моделью АТ. Тем не менее, мы предложим группе AT возможность сдать кровь для исследования INSIGNIA, проводимого Институтом Сэнгера, которое представляет собой исследование, направленное на изучение закономерностей мутаций (сигнатур) при наследственных и других прогрессирующих генетических заболеваниях (см. INSIGNIA PIS и формы согласия). Это необязательно, и участие в RAMP не обязывает тех, у кого есть AT, вносить свой вклад в INSIGNIA.