Введение десферала для улучшения нарушенной реакции на гипоксию при диабете (DESIRED)

Актуальность темы Осложнения диабета представляют собой основную проблему современной терапии диабета, и дальнейшая характеристика патофизиологических механизмов этих осложнений стала приоритетом для обеспечения разработки новых рациональных терапевтических стратегий.

Хотя длительное воздействие гипергликемии на ткани является основным причинным фактором хронических осложнений диабета, в последнее время становится все более очевидным, что гипоксия также играет важную роль во всех осложнениях диабета. Низкая концентрация кислорода в тканях при диабете является следствием нескольких механизмов (например, недостаточное кровоснабжение вследствие микро- и макрососудистых заболеваний, плохая местная диффузия кислорода вследствие локального отека или в результате повышенного потребления кислорода).

Адаптивные ответы клеток на гипоксию опосредованы Hypoxia-Inducible Factor 1 (HIF), который представляет собой гетеродимерный транскрипционный фактор, состоящий из двух субъединиц (альфа- и бета-субъединицы), обе конститутивно экспрессируются в клетках млекопитающих. При нормоксии HIF-1α постоянно расщепляется убиквитин-протеасомной системой в результате зависимого от кислорода гидроксилирования двух ключевых остатков пролина, катализируемого группой ферментов, называемых пролилгидроксилазами (PHD). В условиях гипоксии, когда путь деградации подавлен и HIF-1α стабилизирован, он транслоцируется в ядро, где индуцирует более 800 генов, которые

участвует в ангиогенезе, гликолитическом энергетическом обмене, пролиферации и выживании клеток, что позволяет клеткам адаптироваться к уменьшению доступности кислорода. HIF-1 играет центральную роль в экспрессии нескольких ангиогенных факторов роста (напр. в качестве сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF), эритропоэтина (ЭПО) и фактора-1α, полученного из стромальных клеток (SDF-1α), а также для рекрутирования эндотелиальных клеток-предшественников (EPC). Недавно было высказано предположение, что микроРНК (напр. mir210) также опосредуют часть функций HIF-1.

PHD, которые контролируют стабильность и функцию HIF 1 α, представляют собой Fe 2+ и/или O 2 -зависимые ферменты, и их активность может быть ингибирована истощением запасов железа. Дефероксамин (ДФО), являющийся хелатором железа, индуцирует, таким образом, накопление HIF-1α и гены ответа на гипоксию при нормоксии как in vitro, так и in vivo, способные восстанавливать подавленную адаптивную реакцию на гипоксию на различных животных моделях диабета. ДФО десятилетиями применялся в клинической практике для лечения чрезмерного отложения железа, вторичного по отношению к различным патологиям (талассемия, миелосклероз и т. д.), и использовался в качестве фармакологического средства для индукции реакций, зависимых от HIF.

За последнее десятилетие было собрано несколько доказательств, указывающих на то, что при диабете существует дефектный клеточный ответ на гипоксию. Нарушенная реакция на гипоксию присутствует во всех тканях, у которых развиваются осложнения как в моделях диабета на животных, так и у пациентов с диабетом в результате дефектной передачи сигналов HIF. Это прямое влияние гипергликемии, которая непосредственно подавляет стабильность и функцию HIF на многих уровнях.

Недавно описанная нарушенная реакция на гипоксию при диабете имеет потенциально важные последствия при острых гипоксических состояниях, таких как острый инфаркт миокарда, инсульт, ишемия конечностей (известно, что имеет худший прогноз при диабете), а также в тонкой регуляции сердечно-сосудистой и дыхательной систем как следствие автономная невропатия с потенциально серьезным прогностическим эффектом на поздние сердечно-сосудистые события. В различных исследованиях изучалась реакция сердечно-сосудистой системы на перемежающуюся гипоксию (ИГ) по сравнению с воздействием нормоксии у пациентов с диабетом. Чтобы установить адекватность реакции сердечно-сосудистой системы на гипоксию при диабете, недавно были исследованы кардиореспираторные и ангиогенетические реакции на ИГ у пациентов с диабетом по сравнению с контрольными субъектами без диабета (номер этического одобрения HYKRAND 2015/1182-31/4). . Предварительные результаты (не опубликованные) показали несколько дефектов как в острой, так и в отсроченной реакции у пациентов с диабетом по сравнению с контрольной группой. Чувствительность барорефлекса (БРС), которая является маркером сердечно-сосудистого риска и прогноза выживаемости после сердечно-сосудистых событий, была снижена у пациентов с СД после ИГ по сравнению с лицами, не страдающими диабетом. Как количество эндотелиальных клеток-предшественников (ЭПК), так и уровни их основного стимулятора, полученного из стромы, фактора (SDF-1α) были снижены в ответ на ИГ у диабетиков по сравнению с субъектами, не страдающими диабетом, что подтверждает худшую способность к репарации ишемических поражений при диабете.

Предлагаемый здесь проект исследует потенциал ДФО (известно, что он улучшает HIF-зависимую гипоксическую передачу сигналов) для обращения вспять нарушенного кардиореспираторного и ангиогенетического ответа у пациентов с диабетом.

Дизайн исследования. Это слепое рандомизированное перекрестное исследование, в котором изучается эффективность ДФО (50 мг/кг) по сравнению с изотоническим раствором, вводимым в/в перед перемежающейся гипоксией (ИГ), для улучшения кардиореспираторного и ангиогенетического ответа у пациентов с диабетом. IH будет состоять из пяти гипоксических периодов (вдыхаемая фракция кислорода 13% O2), каждый продолжительностью 6 минут, с пятью нормоксическими интервалами такой же продолжительности (использованными в исследовании HYKRAND) у 30 пациентов с диабетом 1 типа без клинических признаков каких-либо осложнений. Исследование будет проводиться в течение 4 дней с минимальным интервалом в 2 месяца между двумя госпитализациями, чтобы обеспечить достаточную промывку и восстановить отложения железа.

Методы. Дизайн исследования. Это рандомизированное двойное слепое исследование, проведенное у пациентов с сахарным диабетом 1 типа без хронических осложнений.

Пациенты будут рандомизированы (блочной рандомизацией) (httpps://www.sealedenvelope.com/ simple-randomiser/v1/lists) на (A) лечение десфералом (DFO) или (B) лечение изотоническим солевым раствором.

И пациенты, и персонал не будут осведомлены о группе лечения пациента.

Субъектам будет рекомендовано воздерживаться от напитков с кофеином в течение 12 часов и от алкоголя в течение 36 часов до тестирования.

День 1: Исходные образцы крови будут собираться утром, а затем пациенты будут получать инфузию Десферала (50 мг/кг)/солевого раствора подкожно в течение 6 часов. В течение последнего часа инфузии субъекты будут подвергаться периодической гипоксии (IH). Образцы крови и измерения сердечно-сосудистой и дыхательной систем (CR) будут выполняться (как подробно описано ниже) непосредственно до и в несколько моментов времени после IH.

День 2: Образцы крови будут взяты утром. Воздействие IH состоит из пяти гипоксических периодов (вдыхаемая фракция кислорода 13% O2), каждый из которых длится 6 минут, с пятью нормоксическими интервалами такой же продолжительности (всего 1 час).

День 1: непрерывно измеряют артериальное давление, частоту сердечных сокращений и насыщение артериальной крови кислородом. В случае снижения сатурации кислорода до 80% или появления симптомов гипоксию прекращают до тех пор, пока уровень кислорода не достигнет не менее 80%. Техник регулирует и контролирует периоды дыхания под наблюдением врача таким образом, чтобы вмешательство не могло быть замечено пациентом. После этого будут проведены три сеанса измерения: сразу после (t2), через 3 часа (t3) и через 6 часов (t4). После t2 каждый пациент получал индивидуальную еду в соответствии с диетическими требованиями.

Сердечно-сосудистые и респираторные тесты.

Оценка чувствительности барорефлекса. Все пациенты будут тестироваться в положении лежа на спине в тихой комнате при комфортной температуре. Перед тем, как участники будут подключены к контуру возвратного дыхания через мундштук с антибактериальным фильтром, в течение 4 минут будет выполняться спонтанное дыхание комнатным воздухом в состоянии покоя для получения исходных данных.

Во время каждого состояния будет выполняться непрерывное измерение насыщения кислородом (SaO2) с помощью пульсоксиметра и CO2 в конце выдоха (CO2-et) с использованием капнографа, подключенного к мундштуку. Запись электрокардиограммы будет осуществляться от грудных отведений, а непрерывное неинвазивное артериальное давление будет регистрироваться методом манжеты. Два ремня (расположенные вокруг груди и живота) будут контролировать дыхательные движения грудной клетки. Пневмотахограф будет подключен к датчику перепада давления и вставлен последовательно в экспираторный компонент системы возвратного дыхания для измерения потока в дыхательных путях.

Чувствительность барорефлекса (BRS) будет измеряться во время спонтанного дыхания на каждом сеансе измерения. Поскольку в предыдущих исследованиях не было зафиксировано лучших результатов одного метода по сравнению с другими, среднее значение семи различных методов: положительная и отрицательная последовательности, коэффициент а в низкочастотном и высокочастотном диапазонах и его среднее значение, метод передаточной функции, и будет рассчитано отношение SD интервала R-R и вариабельности систолического артериального давления. Помимо BRS, для определения глобального индекса вариабельности сердечного ритма применяли SD интервала R-R (SDNN). Этот выбор сделан на основании того факта, что нормальное распределение более выражено в этой переменной по сравнению с другими показателями изменчивости (например, дисперсией).

Гипоксическая вентиляционная реакция (HVR) и гиперкапническая вентиляционная реакция (HCVR) будут оцениваться для определения активности дыхательной системы.

Сердечно-сосудистая вегетативная функция будет определяться с помощью четырех тестов в соответствии с последними рекомендациями: глубокое дыхание, соотношение 30:15, проба Вальсальвы и реакция систолического артериального давления на стояние. Сердечно-сосудистая вегетативная невропатия будет определяться как «наличие двух или более аномальных тестов».

Чувствительность барорефлекса (BRS) будет оцениваться до (t1), сразу после (t2), через 3 ч (t3) и через 6 ч (t4) после ИГ.

Ангиогенетический потенциал будет оцениваться в те же конечные точки и через 24 часа (день N3) путем измерения в сыворотке соответствующих цитокинов, которые являются генными мишенями для HIF-1 (т.е. Фактор роста эндотелия сосудов (AVEGFA), фактор 1а, полученный из стромальных клеток (SDF-1a), эритропоэтин и др.). Прямой ответ передачи сигналов HIF будет оцениваться по уровням mir210 в сыворотке, которые регулируются исключительно HIF.

Ответ EPC будет оцениваться в те же моменты времени с помощью анализа флуоресцентно-активируемой сортировки клеток (FACS) количества антигена гемопоэтических клеток-предшественников (CD34+)/антигена CD133/рецептора домена вставки киназы (KDR+)