RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

MECCANISMI CELLULARI E MOLECOLARI COINVOLTI NELL'OMEOSTASI METABOLICA: ASPETTI FISIO-PATOLOGICI

Università di riferimento

Università di PISA - MEDICINA INTERNA - PISA(PI)

Responsabile dell'Unità di ricerca

Alessandro ANTONELLI

Descrizione

Scopo dello studio è quello di valutare il possibile uso della 3,5-T2 come farmaco per stimolare la perdita di peso e possibilmente diminuire i parametri sierici legati all'iperlipidemia [low-density lipoprotein cholesterol (LDL) ed i livelli di trigliceridi, o diminuire high-density lipoprotein cholesterol (HDL)] e ridurre l'accumulo di grasso nella steatosi epatica. Al fine di distinguere lo specifico effetto della T2 su ciascuno dei parametri sopraindicati, verrà utilizzato uno specifico gruppo di pazienti, per evitare che l'alterazione di un parametro possa influenzare un altro (per esempio la riduzione dell'obesità è spesso associata con la diminuzione di LDL sierico). Lo studio sarà sottoposto alla Ethic Committee. Tutti i pazienti saranno ampiamente informati riguardo allo scopo dello studio e saranno in grado di decidere se partecipare o no allo studio. Essi non saranno informati se verranno trattati con 3,5-T2, T3 o un placebo. GRUPPO DI PAZIENTI GRUPPO 1) Valutazione della 3,5-T2 per stimolare la perdita di peso in adulti sovrappeso: La somministrazione della 3,5-T2 in soggetti eutiroidei produce un lieve aumento del Resting Metabolic Rate (RMR), quindi potrebbe essere di interesse studiare se una somministrazione prolungata della 3,5-T2 in soggetti obesi potesse portare alla perdita di peso mediante un aumento di spesa di energia lieve e di lungo termine. E' interessante il fatto che negli USA alcune Compagnie Farmaceutiche commerciano 3,5-T2 come farmaco capace di indurre una riduzione del peso corporeo (non registrata dalla FDA). Comunque fino ad adesso non è stato condotto alcuno studio controllato clinicamente per confermare che la 3,5-T2 sia capace di indurre una perdita del peso corporeo. Scopo dello studio : Lo scopo dello studio è quello di valutare gli effetti della somministrazione a lungo termine della 3,5-T2 o di un placebo in soggetti obesi sotto trattamento prolungato con una dieta normocalorica. Pazienti e metodi : Ogni gruppo sarà composto di : 2-3 maschi and 2-3 femmine (con test di gravidanza negativo); età tra 20 e 50 anni; BMI tra 26 e 30 (1,2,3); con livelli circolanti di TSH, FT3, FT4 e ecografia tiroidea entro i range normali; in buona condizione di salute in cui qualsiasi causa patologica di sovrappeso (sovrappeso secondario) sia stato precedentemente escluso; che non stiano assumendo farmaci; con pressione sanguigna normale (< 1 4 0 / 9 0 m m H g ) , trigliceridemia normale (< 1 . 7 m m o l / L ) , normale livello sierico di HDL ( > 0 . 9 m m o l / L per gli uomini , > 1 . 0 m m o l / L per le donne) , normale livello sierico di HDL ( < 3 . 4 m m o l / L o 130 mg /dl ). Risultati attesi : Un leggero ma prolungato aumento di spesa energetica nei pazienti obesi trattati con 3,5-T2 potrebbe portare ad una perdita di peso in questi pazienti comparata con quelli trattati con un placebo (fino al 30th giorno). Dopo il 30th giorno di trattamento con 3,5-T2 o col placebo, la successiva perdita di peso nei due gruppi dovrebbe essere pressoché equivalente. GRUPPO 2) Valutazione della 3,5-T2 per ridurre LDL negli adulti: Diverse evidenze sperimentali suggeriscono che la morbidità e mortalità cardio-vascolare può essere ridotta abbassando i livelli di LDL-C a meno di 100 mg/dL (2.6 mmol/L) (4). La somministrazione di 3,5-T2 in ratti eutiroidei produce una significante riduzione di LDL. Scopo dello studio : Lo scopo dello studio è quello di valutare gli effetti della somministrazione a lungo termine di 3,5-T2 o placebo in soggetti con alti livelli circolanti di LDL, di peso normale a dieta normocalorica. Pazienti e metodi : Ogni gruppo sarà composto di : 2-3 maschi e 2-3 femmine (con test di gravidanza negativo) con alti livelli sierici di L D L (> 3 . 4 m m o l / L o 130 mg /dl ) (4); età tra 20 e 50 anni; BMI tra 20 e 25; con livelli circolanti di TSH, FT3, FT4 e ecografia tiroidea entro i range normali; in buona condizione di salute; che non stiano assumendo farmaci; con pressione sanguigna normale (< 1 4 0 / 9 0 m m H g ) , trigliceridemia normale (< 1 . 7 m m o l / L ) , normale livello sierico di HDL ( > 0 . 9 m m o l / L per gli uomini , > 1 . 0 m m o l / L per le donne ) . Risultati attesi : Una somministrazione prolungata di 3,5-T2 in soggetti con alti livelli circolanti di LDL potrebbe portare ad una riduzione significativa di LDL indipendentemente da altri fattori associati. GRUPPO 3) Valutazione della 3,5-T2 per ridurre l'ipertrigliceridemia negli adulti : La dislipidemia aterogenica associata con gli stati di insulino-resistenza è caratterizzata da ipertrigliceridemia (5). La somministrazione di 3,5-T2 in ratti eutiroidei produce una significativa riduzione dei trigliceridi circolanti. Scopo dello studio: Lo scopo dello studio è di valutare gli effetti della somministrazione a lungo termine della 3,5-T2 o di placebo in soggetti con ipertrigliceridemia e peso corporeo normale, a dieta normocalorica. Pazienti e metodi: Ogni gruppo può essere composto di : 2-3 maschie 2-3 femmine (con test di gravidanza negativo) con alti livelli di trigliceridemia (>1 . 7 m m o l / L ) (5) ; età tra 20 e 50 anni; BMI tra 20 e 25 con livelli circolanti di TSH, FT3, FT4 e ecografia tiroidea entro i limiti normali; in buona condizione di salute; che non stiano assumendo farmaci; con pressione sanguigna normale (< 1 4 0 / 9 0 m m H g ) , normale livello sierico di H D L ( > 0 . 9 m m o l / L per gli uomini , > 1 . 0 m m o l / L per le donne), livello sierico normale di L D L (< 3 . 4 m m o l / L o 130 mg /dl ). Risultati attesi: La somministrazione prolungata di 3,5-T2 in soggetti con ipertrigliceridemia pobrebbe portare ad un ariduzione significativa di trigliceridi indipendentemente da altri fattori associati. GRUPPO 4) Valutazione della 3,5-T2 per ridurre la steatosi epatica negli adulti. La malattia del fegato grasso (fatty liver disease) che si sviluppa in assenza di abuso alcolico è sempre più spesso ritenuta un problema di notevole rilevanza per la salute pubblica. Il fegato grasso non-alcolico (NAFL) (6) descrive una comune condizione clinocopatologica caratterizzata da una deposizione significativa di lipidi negli epatociti del parenchima epatico in un paziente senza una storia di eccessiva ingestione di alcool. Il termine NAFL è stato coniato al fine di incorporare l'intero range di reperti istologici in questa condizione, che variano dalla sola steatosi alla steatosi con infiammazione (NASH)(6,7), necrosi, fibrosi o cirrosi. Lo stadio finale della NAFL potrebbe essere la cirrosi criptogenica. In quei pazienti che manifestano una progressione dalla steatosi alla fibrosi ed eventuale cirrosi, gli esperti suppongono che vari insulti o 'hits' siano coinvolti nel causare un progressivo danno epatico (6,7), comunque rimuovendo l'iniziale steatosi la progressione verrà abolita. La diagnosi richiede un'indagine clinica completa. I livelli sierici di transaminasi e i marcatori della funzione sintetica sono frequentemente normali. Gli aumenti di AST e ALT sono generalmente modesti, ed il rapporto di AST su ALT è < 1. L'ecografia definisce un'aumentata ecogenicità nel NAFL e si pensa che sia un metodo di studio ragionevolmente sensibile (6,7). La spettroscopia in risonanza magnetica permette di quantificare il carico lipidico epatico (6,7). La diagnosi spesso richiede la biopsia epatica (6,7). Risultati preliminari (ottenuti dal partner Goglia, comunicazione personale) hanno dimostrato che la somministrazione di 3,5-T2, in ratti eutiroidei a dieta ipercalorica e iperlipidica, produce una riduzione dell'aumento del peso corporeo e dell'adiposità viscerale. Scopo dello studio : Lo scopo dello studio è quello di valutare glie ffetti della somministrazione a lungo termine di 3,5-T2 o placebo in soggetti con steatosi epatica e peso normale in dieta normocalorica. Pazienti e metodi : Ogni gruppo sarà composto di : 2-3 maschi e 2-3 femmine (con test di gravidanza negativo) con steatosi epatica [valutata tramite ecografia e/o immagini di risonanza magnetica (spettroscopia in risonanza magnetica)] in assenza di abuso di alcool (6,7) e livello sierico di transaminasi (ALT, AST), albumina e bilirubina ; età tra 20 e 50 anni; BMI tra 20 e 25; con livelli circolanti di TSH, FT3, FT4 e ecografia tiroidea entro i limiti normali; in buona condizione di salute; che non stiano assumendo farmaci; con pressione sanguigna normale (< 1 4 0 / 9 0 m m H g ) , normale livello sierico di H D L ( > 0 . 9 m m o l / L per gli uomini , > 1 . 0 m m o l / L per le donne ), normale livello sierico di L D L (< 3 . 4 m m o l / L o 130 mg /dl ), normale trigliceridemia (< 1 . 7 m m o l / L ) . Risultati attesi : Una somministrazione prolungata di 3,5-T2 in soggetti con ipertrigliceridemia potrebbe portare ad una riduzione significativa della steatosi epatica indipendentemente da altri fattori associati. SOMMINISTRAZIONE DI IODOTIRONINE La somministrazione di iodotironine verrà iniziata con un dosaggio medio-basso e soltanto in assenza di effetti avversi lo studio continuerà con un dosaggio più alto. Se verranno osservati effetti avversi potrebbe essere necessario modificare il protocollo di ricerca. In ogni gruppo di pazienti, 3,5-T2, o T3 o placebo saranno somministrate per os in tre dosi (ogni 8ore) per os prima di colazione, prima di pranzo e prima di cena, nelle seguenti dosi. -- Gruppo 1: placebo (soluzione normotonica) per 15 giorni; - Gruppo 2: 3,5-T2 = 100 mcg tre volte al giorno, per 30 giorni; - Gruppo 2: 3,5-T2 = 150 mcg tre volte al giorno, per 30 giorni; - Gruppo 3: T3 = 20 mcg tre volte al giorno, per 30 giorni; - Gruppo 4: T3 = 30 mcg tre volte al giorno, per 30 giorni. MONITORAGGIO DEI PAZIENTI b) Tutti i soggetti saranno sottoposti ad una dieta normocalorica (25Kcal/Kg/giorno) e bilanciata (55% glucidi; 25% lipidi; 20% protidi). c) Prima della somministrazione delle iodotironine, i seguenti parametri saranno valutati in pazienti a digiuno ed in condizioni di riposo da almeno 1 ora: peso corporeo, altezza, BMI, plicometria, composizione corporea tramite impedenziometria; ECG, BP, FT3, FT4, TSH, AbTg, AbTPO, TRAb, Tg, rT3, 3,5-T2, 3,3-T2, TBG, SHBG, ioduria; glicemia, colesterolo totale, LDL, HDL, trigliceridi, FFA, insulina, c-peptide. La valutazione del Resting Metabolic Rate (RMR) (8) (a 28°C, a riposo da almeno 1 ora, non durante il sonno, dopo il digiuno notturno) verrà eseguita 1 ora prima della somministrazione delle iodotironine e al tempo 0, tramite calorimetria indiretta. Saranno valutati l'ecografia epatica e/o le immagini di risonanza magnetica (spettroscopia in risonanza magnetica) (6,7) ed i livelli sierici delle transaminasi (ALT, AST), dell'albumina e della bilirubina. d) Dopo la somministrazione delle iodotironine verranno valutati i seguenti parametri: - Peso corporeo ogni mattina prima di colazione per 30 giorni; - plicometria, composizione corporea tramite impedenziometria (a 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 giorni) (9); - ECG, BP (a 1, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 giorni); - AbTg, AbTPO, ioduria (a 1, 40 giorni) (10,11); - FT3, FT4, TSH (a 1, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 giorni) (12-14) - 3,5-T2 (a 1, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 giorni, se la 3,5-T2 radiomarcata sarà disponibile, dato che esiste un solo centro in grado di produrla ) (15); - RMR (a 1, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 giorni) (8); - TBG, SHBG, ioduria (a 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 giorni) (10-14); - glicemia, colesterolo totale, LDL, HDL, trigliceridi, FFA, insulina, c-peptide, transaminasi sieriche (ALT, AST), albumina e bilirubina (a 1, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 giorni) (16-18, 19-20). L'ecografia tiroidea ed epatica (13,14, 21) e/o le immagini di risonanza magnetica (spettroscopia in risonanza magnetica) (6) a 0, 15 e 30 giorni. Colture primarie di fibroblasti, preadipociti, adipociti, tireociti, miociti e possibilmente epatociti, saranno trattate con T2 o T3 per verificare gli effetti metabolici delle iodotironine (in collaborazione con i partner Lanni e Goglia). PROSPETTIVE PER L'USO FARMACOLOGICO DELLA 3,5-T2 La dimostrazione degli effetti metabolici della 3,5-T2 nell'uomo potrebbe portare all'uso farmacologico della 3,5-T2 nelle condizioni patologiche sopramenzionate: obesità, colesterolo LDL alto, ipetrigliceridemia, steatosi epatica. References (Methods): 1. Ogden CL, Carroll MD, Flegal KM. Epidemiologic trends in overweight and obesity. Endocrinol Metab Clin North Am. 2003 Dec;32(4):741-60. 4. Hersberger M, von Eckardstein A. Low high-density lipoprotein cholesterol: physiological background, clinical importance and drug treatment. Drugs. 2003;63(18):1907-45. 5. Gotto AM Jr. High-density lipoprotein cholesterol and triglycerides as therapeutic targets for preventing and treating coronary artery disease. Am Heart J. 2002 Dec;144(6 Suppl):S33-42. 6. Mulhall, Brian P, Ong, Janus P & Younossi, Zobair M. Non-alcoholic fatty liver disease: An overview. Journal of Gastroenterology and Hepatology 2002; 17 (11), 1136-1143. 8. Ferrannini E. 1988 The theoretical bases of indirect calorimetry: a review. Metabolism 37:287-301. 9. Fulcher GR, Farrer M, Walker M, RodhamD, Clayton B, Alberti KGM. 1991 A comparison of measurements of lean body mass derived by bioelectrical impedance, skinfold tickness and total body potassium. A study in obese and non-obese normal subjects. Scand J Lab Invest. 51:245-253. 10. Antonelli A, Fallahi P, Nesti C, Pupilli, C, Marchetti P, Takasawa S, Okamoto H, Ferrannini E: Anti CD-38 autoimmunity in patients with chronic autoimmune thyroiditis or Graves' disease. Clin Exp Immunol 126: 426-431, 2001. 11. Donati L, Antonelli A, Bertoni F et al. Clinical picture of endemic cretinism in central Appennines (Montefeltro). Thyroid 1992; 2: 283-290. 12. Antonelli A, Ferri C, Fallahi P. Thyroid cancer in patients with hepatitis C infection. JAMA 1999; 281:1588 13. Antonelli A, Miccoli P, Ferdeghini M, et al. Role of neck ultrasonography in the follow-up of patients operated on for thyroid cancer. Thyroid 1995; 5: 25-29. 14. Antonelli A, Miccoli P, Derzhitski VE et al. Epidemiologic and clinical evaluation of thyroid cancer in children coming from the Gomel region (Belarus). World J Surg 1996; 20: 867-861. 15. Moreno M, Silvestri E, Lombardi A, Visser TJ, Goglia F, Lanni A. Identification of 3,5-diiodo-L-thyronine-binding proteins in rat liver cytosol by photoaffinity labeling. Endocrinology. 2003 Jun;144(6):2297-303. 16. Antonelli A, Baj G, Marchetti P et al. Human anti-CD38 autoantibodies raise intracellular calcium and stimulate insulin release in human pancreatic islets. Diabetes 2001; 50: 985-991. 17. Alessandro Antonelli, Tijna Tuomi, Monica Nannipieri, Poupak Fallahi, Claudia Nesti, Hiroshi Okamoto, Leif Groop, Ele Ferrannini Autoimmunity to CD38 and GAD in Type II and Type I diabetes: CD38 and HLA genotypes and clinical phenotypes. Diabetologia, 2002, Sep; 45(9): 1298-1306. 18. Piero Marchetti, Alessandro Antonelli, Roberto Lupi, Lorella Marselli, Poupak Fallahi, Claudia Nesti, Germano Baj, Ele Ferrannini . Prolonged in-vitro exposure to anti-CD38 autoantibodies impairs the function and survival of human pancreatic islets. Diabetes, 51 (Suppl.3): S474-S477, 2002. 19. A Antonelli, C Ferri, P Fallahi, C Nesti, AL Zignego, M Maccheroni. Thyroid cancer in HCV related myxed cryoglobulinemia patients. Clinical and Experimental Rheumatology 2002; 20: 693-696. 20. Antonelli A, Ferri C, Fallahi P, Sebastiani M, Nesti C, Barani L, Barale R, Ferrannini E. Type 2 diabetes in hepatitis C-related mixed cryoglobulinaemia patients. Rheumatology (Oxford). 2004 Feb;43(2):238-40. Epub 2003 Sep 16. 21. Antonelli A, Miccoli P, Fallahi P, Grosso M, Nesti C, Spinelli C, Ferrannini E. Role of neck ultrasonography in the follow-up of children operated on for thyroid papillary cancer. Thyroid. 2003 May;13(5):479-84.