Effekt av Pioglitazon på TIMP-3 och TACE vid typ 2-diabetes (PIO-TACE)

Pioglitazon har visat sig ha potenta antiinflammatoriska och anti-aterosklerotiska effekter. De mekanismer genom vilka pioglitazon utövar dessa effekter är dock inte klara. Vi föreslår att vävnadshämmare av metalloproteinas-3 (TIMP-3) och TNF-alfa-omvandlande enzym (TACE) spelar en viktig roll i pioglitazonmedierad förbättring av insulinkänslighet och endotelfunktion. I djurmodeller hämmar lågdos pioglitazon lesionsprogression och matrixmetalloproteinasexpression i avancerade aterosklerotiska plack. Vi tror att en lägre dos av Pioglitazon också kommer att ha antiinflammatoriska effekter utan de potentiella negativa effekterna av viktökning.

För att undersöka effekten av lågdos Pioglitazon (15 mg/dag) på TIMP-3 och TACE i Pioglitazon-medierade förbättringar av insulinkänslighet och endotelfunktion, föreslår vi att studera personer med typ 2 diabetes mellitus (T2DM) kommer att delta i följande studier : (i) OGTT; (ii) DXA för kroppsfetthalt, (iii) euglykemisk hyperinsulinemisk klämma, (iv) skelettmuskelbiopsi.

Denna studie kommer att undersöka effekten av Pioglitazon på (1) TIMP- och TACE-substrataktivitet i skelettmuskulaturen och deras samband med insulinkänslighet och adipocytokinresistin, TNF-α och Visfatin; (2) markörer för inflammation och ateroskleros- C-reaktivt protein, VCAM-1, ICAM-1, endotelin 1, E-selektin, P-selektin, TNFrecI, TNFrecII, IL-6 rec. Femton försökspersoner kommer att få placebo och 15 kommer att få pioglitazon.

Studera design.

Dubbelblind placebokontrollerad parallell design.

ÄNDPUNKTER

PRIMÄR: Reduktion av TIMP-3- och TACE-genuttryck och TACE-substrataktivitet i skelettmuskulatur och fettvävnad.

SEKUNDÄRT: Förbättring av: (1) insulinkänslighet i skelettmuskulaturen, (2) plasma-FFA (fri fettsyra) och lipidnivåer (3) minskning av VCAM- och ICAM-koncentrationer.

FORSKNINGSPLAN - EXPERIMENTELLT PROTOKOLL Ämnen - Vi planerar att studera ämnen med T2DM (BMI 30-40 Kg/m2, ålder=18-70 år, HbA1c <10%); varav lika många försökspersoner i varje grupp kommer att få placebo/studieläkemedel. Med denna studiedesign kommer vi att kunna urskilja effekterna av pioglitazon på TIMP3- och TACE-substrataktivitet och genuttryck hos patienter med T2DM och icke-diabetespatienter med metabolt syndrom. Försökspersoner i båda armarna av studien (placebo och studieläkemedel) kommer att matchas för ålder, BMI och HbA1c och effekterna av Pioglitazon hos dessa patienter kommer att vara oberoende av läkemedlets glukossänkande effekt. Diabetiker som tidigare har fått insulin eller som tar tiazolidindion kommer att uteslutas. Endast diabetespatienter som är fria från andra större organsjukdomar kommer att studeras. Endast försökspersoner vars kroppsvikt har varit stabil i minst tre månader och som inte deltar i ansträngande träning kommer att studeras.

Innan pioglitazon startar kommer alla försökspersoner att delta i följande studier:

(i) Kvalifikationsbesök: Fysisk undersökning, sjukdomshistoria, EKG-spårning, fullständigt antal blodkroppar, SMA 24 och lipidprofil kommer att utföras. Fastenivåer av totalt/HDL/LDL-kolesterol i plasma, triglycerider och markörer för åderförkalkning och inflammation (CRP: C-reaktivt protein) och hyperkoagulabilitet (plasminogenaktivatorhämmare -1), adiponektin, TNF-α och HbA1c kommer också att vara uppmätt denna dag.

(ii) OGTT (75 gram) för att utvärdera total glukostolerans och insulinutsöndring. Biopsi av vastus lateralis-muskeln kommer att utföras 30 minuter före starten av OGTT.

(iii) Mätning av mager kroppsmassa och fettfri massa med Dual Energy Xray Absorptiometry (DXA) skanning.

(iv) Brachial artärreaktivitet med post ischemisk flödesmedierad vasodilatation och svar på sublingualt nitroglycerin kommer att göras samma dag som DXA görs.

Efter slutförandet av ovanstående studier kommer försökspersonerna att slumpmässigt tilldelas antingen placebo eller pioglitazon i en dos på 15 mg dag under 24 veckor. Försökspersonerna kommer att få kostrådgivning innan pioglitazonbehandlingen påbörjas och ombeds att äta en standard ADA, viktupprätthållande diet under hela studien. Patienterna kommer att ses för uppföljning varannan vecka. Vid varje uppföljningsbesök kommer interimistisk medicinsk historia, blodtryck, puls, vikt och fastande plasmaglukoskoncentration att fastställas. Var 4:e vecka kommer TIMP- och TACE-substrataktivitet, adiponektin, visfatin, C-reaktivt protein (CRP) och markörer för inflammation och ateroskleros (VCAM-1, ICAM-1, endotelin 1, E-selektin, P-selektin) att mätas. Dessutom kommer vi varje månad att mäta HbA1c, plasmalipider och leverfunktionstester. Efter 24 veckors behandling med pioglitazon kommer alla försökspersoner att ha en upprepad: (i) mätning av fett och mager kroppsmassa med DXA, (ii) OGTT, (iii) vastus lateralis-biopsi.

Studiens totala längd från starten av pioglitazon/placebo kommer att vara 26-30 veckor. Baslinjestudierna kommer att utföras under en period av 1 till 4 veckor. De upprepade studierna kommer att utföras under de sista 24-30 veckorna av pioglitazonbehandling.

Metoder OGTT OCH PERKUTA SKELETTMUSKELBIOPSI

Alla försökspersoner kommer att antas till General Clinical Research Center (GCRC) i South Texas Veterans Healthcare System, Audie Murphy Division, San Antonio, Texas på studiedagen mellan 06:45 och 08:00. Försökspersoner kommer inte att tillåtas äta eller dricka något efter 22.00 kvällen innan, förrän studien är avslutad. Cirka 07:30 kommer försökspersonerna att få i sig 75 gram glukos. Plasmaprover för glukos-, insulin- och C-peptidkoncentrationer kommer att tas vid -30, -15 och 0 minuter och var 15:e minut därefter under två timmar. 30 minuter före starten av OGTT kommer en muskelbiopsi av muskeln vastus lateralis att utföras. Efter injektion av xylokain görs ett 5 mm snitt 10-15 cm ovanför knäskålen och biopsinålen förs in i muskeln. Nålen är ansluten till sug, och cirka 200 mg muskelvävnad erhålls. Alla muskelbiopsier kommer att lagras i flytande kväve inom 15 sekunder, tills bearbetning för specifika analyser.

Vi kommer att kunna härleda från OGTT en mycket tillförlitlig uppskattning av insulinutsöndring såväl som insulinkänslighet genom att beräkna "MATSUDA"-indexet såväl som OGIS (Oral Glucose Insulin Sensitivity)-index. Dessa index har upprepade gånger visat sig korrelera extremt väl med de resultat som erhållits med den euglykemiska klämman.

Tre till sju dagar senare kommer kroppsfetthalten att bestämmas av DXA.

EUGLYKEMISK HYPERINSULINEMISK KLÄMMA:

På en separat dag kommer försökspersoner att tas in på General Clinical Research Center (GCRC) i South Texas Veterans Healthcare System, Audie Murphy Division, San Antonio, Texas, mellan 6:45 och 8 AM för en hyperinsulinemisk euglykemisk (80 mU (milli-enhet)/m2•min) klämma. Kontinuerlig indirekt kalorimetri (Deltatrac, Sensormedics, Anaheim, CA) kommer att utföras i 30 minuter innan insulinklämman startar och under insulinklämmans 150-180 minuters period för att beräkna hastigheten för glukos och lipidoxidation. Efter att ha erhållit basalproverna för insulin, C-peptid, ges en primingdos av insulin under de första 10 minuterna som följs av konstant infusion. Efter 5 minuter infunderas en variabel glukoshastighet för att bibehålla plasmaglukos vid ~100 mg/dl i 180 minuter.

Efter slutförandet av ovanstående studier kommer alla patienter (diabetiker, icke-diabetiskt metabolt syndrom) att påbörjas med pioglitazon i en dos på 15 mg per dag och fortsätta i 24 veckor. Försökspersonerna kommer att få kostrådgivning innan pioglitazonbehandlingen påbörjas och ombeds att äta en standard ADA, viktupprätthållande diet under hela studien. Patienterna kommer att ses för uppföljning varannan vecka. Vid varje uppföljningsbesök kommer interimistisk medicinsk historia, blodtryck, puls, vikt och fastande plasmaglukoskoncentration att fastställas. Varje månad kommer vi att mäta HbA1c, plasmalipider, leverfunktionstester, adipocytokiner och inflammatoriska markörer som beskrivits tidigare. Efter 4 månaders behandling med pioglitazon kommer försökspersonerna att upprepas: (i) mätning av fett och mager kroppsmassa med DXA, (ii) OGTT med vastus lateralis-biopsi.