De fysiologiska effekterna av human Ether-a-go-go-relaterad gen (hERG) blockad på metabolism

Bakgrund och betydelse:

Den mänskliga ether-a-go-go-relaterade genen (HERG) kodar för Kv11.1 spänningsstyrda kaliumkanaler genom olika delar av människokroppen inklusive hjärtat, bukspottkörteln och tarmen. Kaliumkanaler är viktiga för att avsluta depolariseringen genom att orsaka repolarisering i celler.

Därför har olika mutationer i HERG effekter på hjärt- och metaboliska funktioner. Ett känt exempel i fall av funktionsförlustmutationer i HERG är ett minskat utåtflöde av kalium under repolarisering av hjärtat, vilket leder till ett förlängt QT-intervall som kan leda till ventrikulär takykardi, hjärtsynkope och plötslig död - känd som långt QT-syndrom (LQTS) (1, 2). LQTS orsakad av HERG-mutationer är den näst vanligaste typen av LQTS (1).

När det gäller metabolism har blockad av Kv11.1 visat sig öka den glukosberoende insulinutsöndringen (3-5) och minska lågglukosstimulerad glukagonutsöndring (4) i isolerade β- och α-celler och att öka insulinutsöndringen och minska blodsockret i levande möss(3).

En studie av 11 patienter med LQTS orsakad av HERG-mutationer visade att under en 6-timmars OGTT upplevde mutationsbärarna ökade nivåer av insulin, GLP-1 och Gastric Inhibitory Polypeptide (GIP), minskade nivåer av glukos och lägre fastenivåer av glukagon jämfört med matchade kontrollpersoner(6).

I denna studie vill utredarna undersöka effekterna av Kv11.1-blockad på inkretin- och insulinsekretion och blodsockernivåer efter oralt glukosintag hos människor.

Forskningsfråga Studiehypotes Utredarna av denna studie antar att Kv11.1-blockad kommer att öka det metaboliska svaret av seruminsulin och GLP-1 (AUC/30 min) till ett 6-timmars 75 g oralt glukostoleranstest (OGTT) hos friska individer .

Mål För att undersöka hypotesen vill utredarna av denna studie undersöka de metaboliska svaren hos upp till 40 friska försökspersoner på en 6-timmars 75 g OGTT. Testpersonerna kommer att fungera som sina egna kontroller i ett dubbelblindat crossover-försök där de kommer att genomgå två 6-timmars OGTTs åtskilda av en 3 veckors tvättperiod. Under en OGTT kommer de att ha fått moxifloxacin (800 mg/dag), som är en känd blockerare av Kv11.1-kanalen, och under den andra OGTT kommer de att ha fått placebo. Före och efter testet kommer försökspersonerna att bära en kontinuerlig glukosmätare (CGM) och på dagen för testet kommer de att fylla i ett glukosenkät.

Moxifloxacin används enbart för att orsaka en känd och för läkemedlet väldokumenterad effekt, nämligen blockad av Kv11.1-kanalen.

Studera design:

En randomiserad kontrollerad dubbelblind crossover-studie med upp till 40 friska deltagare, som kommer att fungera som sina egna kontroller. Studiedesign beskrivs i figur 1.

Screeningbesök (V0): Vid screeningbesöket kommer deltagarna:

• Undersökas för att bedöma deras lämplighet (anamnes, vikt/höjdmätningar och 12-avledningselektrokardiografi (EKG)). Om du hittas kvalificerad:
• Instrueras att placera en CGM-monitor 4 dagar före provbesök 1 (V1) i upp till 7 dagar.

• Bli randomiserad till antingen grupp A eller B av en kvalificerad oblindad person från Institutionen för biomedicinska vetenskaper, Köpenhamns universitet:

  • Grupp A kommer först att få det aktiva läkemedlet som är känt för att ha Kv11.1-blockadeffekter (Moxifloxacin, 800 mg/dag) 3 dagar före provbesök 1 och sedan - efter en 3 veckors tvättningsperiod - få ett placeboläkemedel före testet besök 2.
  • Grupp B kommer först att få placeboläkemedlet 3 dagar före testbesök 1 och sedan - efter en 3 veckors uttvättningsperiod - få det aktiva läkemedlet före testbesök 2. Ta emot läkemedlet för testbesök 1 (Kv11.1 blockerare eller placebo) och instrueras att ge läkemedlet oralt varje morgon kl. 06.00 3 dagar före och samma morgon som testbesöket (V1). Den oblindade personen kommer att se till att tillhandahålla rätt drog till deltagarna.

Provbesök 1 (V1): Deltagarna kommer att mötas fasta sedan 22.00 föregående kväll klockan 8.00 vid Institutionen för biomedicinska vetenskaper, Köpenhamns universitet.

• Deltagarna kommer att lämna in ett urin- och avföringsprov.
• Ett 75 g 6-timmars oralt glukostoleranstest (OGTT) kommer att utföras. Krossad paracetamol, 1 g tillsätts till glukosblandningen. Blodprover och EKG kommer att tas och samlas in tillsammans. Blodprover på 8 ml kommer att tas vid -20, -10, -0 minuter före och vid 8, 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 135, 150, 180, 210, 240, 270 , 300, 330 och 360 minuter efter glukosintaget. Alla blodprover kommer att analyseras för hormoner, glukos, elektrolyter, plasmaparacetamol, proteomik och metabolomik och från de -20 minuter provet kommer DNA-material att extraheras och användas för genomanalys (inte en omfattande genomsekvensering). Proverna kommer att testas för mutationer i gener associerade med glukosmetabolism i relation till fetma, diabetes och hjärt-kärlsjukdom. HbA1c och lipider kommer att mätas.
• Glukos frågeformulär. Uttvättningsperiod: Det kommer att finnas en uttvättningsperiod på 3 veckor.
• Deltagarna kommer in och har en CGM-monitor placerad 4 dagar före provbesök 2 (V2) i upp till 7 dagar
• Deltagarna kommer att få läkemedlet (Kv11.1-blockerare eller placebo) och börja administrera läkemedlet oralt varje morgon vid samma tidpunkt 3 dagar före och samma morgon som testbesöket 2.

Provbesök 2 (V2): Samma undersökningar som beskrivs för besök 1.

Kriterier för när tester kan utföras:

• Deltagarna måste ha gett studieläkemedlet oralt 3 dagar före och samma morgon som provbesöken samtidigt.
• Deltagarna måste vara fastande från 10 timmar före provbesök. Detta inkluderar mat, vätskor, rökning, alkohol och mediciner (förutom Kv11.1-blockerare och en liten mängd vatten som används för att administrera detta)
• Deltagarna får inte utföra någon övning dagen innan samt samma morgon som provbesöket.
• Deltagare får inte ta paracetamol 24 timmar före provbesök. Avblindning: Randomiseringslistan kommer att lagras på plats vid Institutionen för biomedicinska vetenskaper vid Köpenhamns universitet. Försöksdeltagarens ämnesnummer matchas med listan, som avslöjar till vilken grupp deltagaren är randomiserad. Den avblindade personen kommer att utföra eventuell avblindning av försöksdeltagarna efter Senaste patientens senaste besök.

Data Datahantering: Försökspersonen och det biologiska materialet som erhålls från försökspersonen kommer att identifieras med hjälp av ämnesnummer och försökets identifikationsnummer. Lämpliga åtgärder såsom kryptering eller radering kommer att tillämpas för att skydda identiteten för mänskliga försökspersoner i alla presentationer och publikationer som krävs av nationella krav. Laboratoriedata kommer att överföras elektroniskt från laboratoriet som utför kliniska analyser och kommer att arkiveras på säkrade hårddiskar med alternativ för backup. De elektroniska uppgifterna kommer att betraktas som källdata. I de fall laboratoriedata överförs via osäkra elektroniska nätverk kommer data att krypteras under överföringen. Data sparas i 20 år.

Källdata: Källdokument kommer att förvaras på Institutionen för biomedicinska vetenskaper, Köpenhamns universitet. Källdata som registreras direkt i Case Report Form (CRF) inkluderar anamnes, vikt- och längdmått, EKG.

Utvärderbarhet för ämnen för analys: Indragna ämnen kommer att ersättas. Omprövning är tillåten inom rekryteringsperioden, efter utredarens gottfinnande.

Statistiska överväganden Dataanalysplan: För att undersöka om Kv11.1-blockad signifikant påverkar fastande och glukosstimulerade värden av seruminsulin och plasmaglukagon, GLP-1, kalium och GIP-koncentrationer, kommer en ANOVA att utföras med ålder och kön som kovariat, randomisering grupp som oberoende variabel och AUC-förändring i seruminsulin och plasmaglukagon, GLP-1-, kalium- och GIP-koncentrationer som beroende variabler för att undersöka om medelskillnader finns hos studiedeltagare efter intag av Kv11.1-blockerare och utan Kv11.1-blockerare.