GLP-1
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GLP-1
Incretinomimetici: benefici attesi Michele Russo U.O. Diabetologia e Malattie Metaboliche Dipartimento di Medicina “ Ospedali Civili Riuniti” SCIACCA ASP – AG AMBULATORIO DIABETOLOGIA MANIFESTAZIONI FENOTIPICHE DM2 Popolazione di diabetici italiani: prevalenzadelsovrappesoeobesita’ 100 % femmine maschi 80 60 40 20 0 BMI < 24.9 Normopeso 16% 25-29.9 > 30 Sovrappeso Obeso 40% 44% 84% Patient population (n= 1377) Dati non pubblicati AMBULATORIO Di DIABETOLOGIA • > del 50 % dei DM T2 sono ipertesi • > 50% sono dislipidemici • pazienti ad alto rischio cardiovascolare • Rischio ipoglicemia Controllo glicemico nei pazienti italiani con Diabete Tipo 2 30,1 35 27,7 30 25 % 20 15 27,2% 15,4 15,0 11,8 10 5 0 <=6.0 6.1-7.0 7.1-8.0 HbA1C % 8.1-9.0 >9.0 Annali AMD 2007 UKPDS: correlazione tra livellli di HbA1c e tasso di complicanze Any diabetes-related endpoint Adjusted incidence rate per 1,000 person years (%) 160 140 120 100 80 60 40 20 0 5 6 7 8 9 Mean HbA1c concentration (%) 10 11 Error bars = 95% CI Adjusted for age, sex and ethnic group; expressed for white males, aged 50–54 at diagnosis, mean duration of diabetes of 10 years Adapted from Stratton IM, et al. UKPDS 35. BMJ 2000;321:405–412. Studio UKPDS: la riduzione della HbA1c ha ridotto le complicanze correlate al diabete RIDUZIONE DI RISCHIO* Per ogni 1% di RIDUZIONE di HbA1c Mortalità correlata al Diabete 1% Infarto del Miocardio Complicanze Microvascolari Malattie vascolari periferiche UKPDS = UK Prospective Diabetes Study *P<0.0001. Stratton IM et al. UKPDS 35. BMJ. 2000;321:405–412. 22 Linee Guida ADA e IDF: Obiettivi di trattamento per HbA1c, FPG, e PPG Livello Obiettivo Obiettivo Parametro Normale ADA IDF FPG, mg/dL (mmol/L) <110 (<6.1) 90–130 (5.0–7.2) <110 (<6.1) PPG, mg/dL (mmol/L) <140 (<7.8) <180 <145 (<10.0) (<8.1) 4%–6% <7%* <6.5% HbA1c *L’obiettivo di HbA1c di un singolo paziente è quello di raggiungere un livello di HbA1c quanto più possibile vicino alla norma (<6%) senza incorrere in significativi episodi di ioglicemia. ADA=American Diabetes Association; IDF=International Diabetes Federation. ADA. Diabetes Care. 2007;30(suppl 1):S4–S41; International Diabetes Federation. 2005:1–79. 23 Obiettivi terapeutici nel Diabete di Tipo 2 Ridurre i livelli di HbA1c attraverso la riduzione dei livelli di glicemia a digiuno e post-prandiale Controllare i fattori di rischio CV tradizionali (Obesità,PA, lipidi, fumo) e non tradizionali (PCR, PAI-1, Albuminuria) Ridurre gli eventi e la mortalità CV Preservare la massa b-cellulare Ridurre la progressione della malattia Evitare le ipoglicemie Favorire la compliance del paziente Approccio terapeutico multifattoriale Lo studio UKPDS ha dimostrato la perdita del controllo glicemico con tutti i farmaci in esame Pazienti in sovrappeso Valori mediani della casistica 8 Convenzionale Glibenclamide Clorpropamide Metformina Insulina HbA 1c (%) 9 7 6 0 Limite superiore di normalità HbA1c= 6.2% 0 2 4 6 8 10 Anni dalla randomizzazione UK Prospective Diabetes Study Group. UKPDS 34. Lancet 1998; 352: 854–865 Declino della funzione -cellulare nei pazienti con Diabete Tipo 2 UKPDS 16 -cell function (%) 80 100 La funzione-cellulare può essere già ridotta del 50% al momento della diagnosi 80 60 40 60 La funzione -cellulare declina progressivamente nel tempo al ritmo di circa il 6% all’anno 40 20 20 0 0 –10 –9 –8 –7 –6 –5 –4 –3 –2 –1 1 2 3 4 insulin sensitivity (%) 100 5 6 Time from diagnosis (years) HOMA model, diet-treated n = 376 UKPDS 16, Diabetes 44:1249–1258, 1995 Barriere al raggiungimento degli obiettivi glicemici Declino inevitabile della funzione -cellulare Limitata efficacia degli ipoglicemizzanti orali Comparsa di effetti indesiderati all’aumento delle dosi ( peso, ipoglicemia, disturbi gastrointestinali) Carente educazione terapeutica Inerzia terapeutica Barriere del paziente e del medico alle modifiche Inadeguata correzione dei difetti eziopatogenetici Halimi S et al, Diabetes & Metabolism 2008, 34: S91-S95; Del Prato et al, Int J Clin Pract Suppl. 2007, 157: 47-57 Caratteristiche Ipoglicemizzante “ideale” per DM2 obeso • • • • • • • • • • Efficace – migliori il compenso glicemico NON Ipoglicemia Riduca il peso Riduca Insulinoresistenza Migliori il profilo lipidico Riduca l’ipertensione arteriosa Riduca il rischio cardiovascolare Non effetti collaterali Scarso impatto sulla qualità della vita Poco Costoso Approved diabetes Medications Medications Introduction Insulin 1921 Inhaled insulin 2006 Sulfonylureas 1946 Biguanides 1957 Glycosidase inhibitors 1995 TZDs 1999 GLP analogues 2007 DPP-IV inhibitors 2007 New Therapies: Incretin System Ingestion of food GI tract Sitagliptin Pancreas Release of active incretins GLP-1 and GIP X Exenatide Inactive GLP-1 Glucose dependent Insulin (GLP-1and GIP) DPP-4 enzyme Beta cells Blood glucose in fasting and postprandial states Alpha cells Glucosedependent Glucagon (GLP-1) Inactive GIP Glucose uptake by peripheral tissue Hepatic glucose production GLP-1=glucagon-like peptide-1; GIP=glucose-dependent insulinotropic polypeptide. Altri effetti incretine Senso sazietà Appetito Introito cibo Introito acqua Afferenze vagali Svuotamento gastrico Secrezione acida Decremento ponderale GIP GLP-1 Drucker D.J. – Lancet 2006; 368: 2696-2705 Concentrazioni plasmatiche crescenti di GLP-1 Effetti di crescenti livelli di GLP-1 Vomito Nausea Diarrea Appetito Assunzione cibo = perdita di peso Livelli di GLP-1 raggiunti con incretinomimetici Svuotamento gastrico Secrezione insulina Secrezione glucagone Holst JJ; Trends in Molecular Medicine 2008 Glicemia Livelli di GLP-1 raggiunti con inibitori della DPP-IV GLP-1 stimola la rigenerazione e aumenta la massa delle b-cellule in modelli animali Le frecce rosse indicano gli effetti di GLP-1 Proliferazione b-cellulare Apoptosi b-cellule b-cell Ipertrofia b-cellulare Neogenesi b-cellule Rigenerazione b-cellulare e aumento della massa reviewed in: Wajchenberg et al. Endocrine Reviews 28: 187-218, 2007 Storia naturale dell’esaurimento della funzionalità delle beta cellule pancreatiche in pazienti con diabete di Tipo 2 Stop dell’apoptosi/Rigeneranti: GLP-1 Agonisti Glitazoni Frenanti: Metformina Acceleranti: Sulfaniluree anni Il progressivo esaurimento delle beta cellule pancreatiche: Uno sbilanciamento verso la loro apoptosi piuttosto che la loro rigenerazione • Le terapie irrispettose • Le terapie rispettose nuove strategie terapeutiche • Analoghi del GLP-1 - Exenatide (Byetta) - Liraglutide ( Victoza ) Somministrazione s.c. • Inibitori di DPP-4 - Sitagliptin (Januvia, Xelevia, Tesavel ) Somministrazione per os - Vildagliptin ( Galvus) - Saxagliptin (Onglyza) L’asse delle incretine in soggetti con e senza Diabete di Tipo 2 Soggetti di Controllo Pazienti con Diabete di Tipo 2 (n=8) (n=14) 0.6 0.5 60 0.4 0.2 20 0.1 0 0 0 60 120 180 Tempo (min) Carico orale di glucosio 60 0.5 0.4 nmol/L 0.3 40 0.6 L’effettoincretinico è ridotto nel Diabete di tipo 2 80 IR Insulina, mU/L Effetto Incretinico nmol/L IR Insulina, mU/L 80 0.3 40 0.2 20 0.1 0 0 0 60 120 180 Tempo (min) Infusione endovenosa (IV) di glucosio IR=Immuno-Reattiva. Adattato da Nauck M et al. Diabetologia. 1986;29:46–52. Acute Meal Challenge Study:Postprandial Glucose and Glucagon Concentrations 20 Placebo Exenatide 0.1 µg/kg Exenatide or Placebo Standardized Breakfast Plasma Glucagon (pg/mL) Plasma Glucose (mmol/L) Placebo Exenatide 0.1 µg/kg 15 10 5 0 250 Exenatide or Placebo Standardized Breakfast 200 150 100 50 0 60 120 180 240 300 Time (min) n=20 Mean ± SE Data from Kolterman OG, et al. J Clin Endocrinol Metab 2003; 88:3082-3089 0 30 60 90 120 Time (min) 150 180 Exenatide vs Placebo: Fasting Glucose at 30 Weeks Placebo BID Exenatide 5 mcg BID Exenatide 10 mcg BID MET 1.25 SFU +0.8 Change in FPG (mmol/L) 1.00 MET + SFU 1.25 1.25 1.00 1.00 .75 .75 +0.35 .50 .50 .5 .25 .25 .25 0 0 0 -.25 -.25 -.25 -.50 -.50 -.50 -.75 -1.00 -0.4 * -.75 -0.56 * -1.00 +0.81 .75 -0.31 -.75 -0.58 * -1.00 -0.51 -0.58 * * Buse JB et al. Diabetes Care 2004; 27:2628-2635. Kendall DM et al. Diabetes Care 2005; 28:1083-1091. DeFronzo RA et al. Diabetes Care 2005; 28:1092-1100. Nuovi farmaci e glicemia a digiuno Drucker, Nauck. Lancet 2006; 368: 1696–705 Nuovi farmaci ed ipoglicemia Drucker, Nauck. Lancet 2006; 368: 1696–705 Effetto dei farmaci antiiperglicemici sul peso corporeo 5 Peso (Kg) 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 Insulina SU Glinidi TZD Metformina Inibitori IncretinoDPP-IV mimetici Hollander P, Diab Spectrum 2007; 20: 159-165 Exenatide vs Placebo: Body Weight Over 30 Weeks Placebo BID Exenatide 5 mcg BID Exenatide 10 mcg BID Change in Weight (kg) MET 0 10 SFU 20 30 0 10 MET + SFU 20 30 0 10 20 30 0 -0.5 * * -1.0 -1.5 * -3.0 -3.5 * * * * * -2.0 -2.5 * * * * * * * * * * Time (week) * Time (week) Time (week) Buse JB et al. Diabetes Care 2004; 27:2628-2635. Kendall DM et al. Diabetes Care 2005; 28:1083-1091. DeFronzo RA et al. Diabetes Care 2005; 28:1092-1100. 0,75 mg uid 2,0 mg uid 1,9 mg uid 15 12 5 14 Durata (settimane) 30 Variazione di peso (kg) 3 15 26 Exenatide bid 2 Exenatide LAR 1/settimana 1 0 Liraglutide uid -1 Placebo -2 Insulina glargine * -3 -4 -5 * * * * * Glimepiride * * Adattato da: 1. Drucker DJ, et al. Lancet. 2006;368:1696–1705. 2. Kim D, et al. Diabetes Care. 2007;30:1487–1493. Barnett AH.,Clinical Therapy, 2007 Exenatide Continued to Reduce Weight 3-Year Completers PBO-Controlled Change in body weight (kg) 1 Open-Label Uncontrolled 0 Baseline Weight 99 kg -1 -2 -3 -4 -5.3 ± 0.4 kg -5 -6 -7 0 26 52 78 104 Time (week) No diet and exercise regimen was provided N = 217; Mean (- SE); P<0.0001 from baseline to 3 years and between 30 weeks and 3 years Klonoff DC, et al. Curr Med Res Opin 2008;24:275-286. 130 156 Variazioni di Peso (quartili) in pazienti che hanno completato 3.5 anni di terapia Variazionidi peso rispetto al basalee (kg) Quartile I II III IV 0 -5 -10 -15 N=151 Klonoff DC, et al. Curr Med Res Opin 2008;24:275-286. Potenzialibeneficideltrattamentodell’obesità Impatto di una perdita di peso moderata (~10 kg) Mortalità mortalità totale 20-25% morte associata a diabete 30-40% mortepercancroassociataall’obesità 40-50% Pressione arteriosa sistolica e diastolica ~10 mmHg Diabete rischio di diabete >50% glicemia a digiuno 30-50% HbA1c 15% Lipidi colesterolo totale 10% LDL 15% trigliceridi 30% HDL 8% Jung RT. Br Med Bull 1997; 53: 307-321. Miglioramento dei Fattori di Rischio Cardiovascolare dopo 3.5 anni di trattamento con Exenatide Variazione Media (%) 30 Placebo/Estensione in Aperto (Combinati) 25 * 20 +24% N=151; *p<.001 **p<.05 15 10 5 TG LDL TC HDL 0 -6% -5 -10 -12% -15 * * -5% * -20 KlonoffDC, et al. Curr Med Res Opin. 2008;24:275-286. SBP DBP -2% - 4% ** * Effetti cardiovascolari nell’uomo del GLP-1 e delle terapie basate sulle incretine GLP-1 Agonisti recettore GLP-1 Inibitori DPP-IV Glicemia a digiuno Glicemia post-prandiale Colesterolo HDL * ? Trigliceridi * ? Peso corporeo Funzione cardiaca ? ? Protezione dall’ischemia ? ? Pressione arteriosa * / Effetti metabolici Azioni cardiovascolari * Questo effetto potrebbe essere parzialmente dovuto alla riduzione del peso corporeo Mannucci E, NutritionMetabolism&CardiovascularDisease 2008; 18: 639-645 Effetti cardiovascolari delle incretine Incretino-mimetici Effetti cardiovascolari Dimensioni area infartuale Funzione miocardica post-ischemica Dimostrati solo su modelli animali Effetti metabolici Peso corporeo Pressione arteriosa Fattori di rischio cardiovascolare (miglioramento del profilo lipidico e degli indici infiammatori) Timmers L, JACC 2009; 53: 501-510; Klonoff DC, et al. Curr Med Res Opin. 2008;24:275-286 GLP-1: effetti cardiovascolari • Effetti benefici sul miocardio • Riduce l’infarto del miocardio nei roditori1 • Aumenta l’uptake di glucosio a livello miocardico nel cane2 • Riduce il piruvato e il lattato durante l’ischemia e la riperfusione nei modelli di cuore di suino3 • Migliora la funzione miocardica nei pazienti4 • Migliora la funzione ventricolare sinistra nell’animale2 e nei pazienti5 • Migliora la funzione endoteliale nei pazienti6 • Dilatazione arteriosa endotelio indipendente nei roditori7 • Aumenta diuresi e natriuresi nei roditori8 e nei pazienti9 1. Bose et al. Diabetes 2005;54:146-151. 2. Nikolaidis, Elahi et al. Circulation 2004;110:955-961. 3. Kavianipour et al. Peptides 2003;24:569-578. 4. Thrainsdottir et al. Diab Vasc Dis Res 2004;1:40-43. 5. Nikolaidis, Mankad et al. Circulation 2004;109:962-965. 6. Nystrom et al. Am J Physiol Endocrinol Metab 2004;287:E1209-1215. 7. Nystrom et al. Regul Pept 2005;125:173-177. 8. Yu et al. J Hypertens 2003;21:1125-1135. 9. Gutzwiller et al. J Clin Endocrinol Metab 2004;89:3055-3061. Effetti del GLP-1 sul sistema cardiovascolare Rene • Aumenta la diuresi e l’escrezione di sodio in risposta al sovraccarico di sodio e all’espansione di volume GLP-1 Cuore (miocardio) • Aumenta l’uptake di glucosio (maccanismo non-insulinico) • Sintesi di ossido nitrico • Attività della p38 MAP chinasi • Translocazione GLUT-1 • Attiva le chinasi anti-apoptotiche Sistema vascolare • Vasodilatazione ossido nitrico-dipendente • Riduce la secrezione di PAI-1 TNF-mediata da parte delle cellule endoteliali in coltura Gutzwiller J-P, et al. Endocrinol Metab 2004;89:3055-3061;Zhao T, et al. J Pharmacol Exp Ther 2006;317:1106-1113; Furchgott RF and Zwadaki JV. Nature 1980;288:373-376; Golpon HA, et al. Regul Pept 2001;102:81-86; Liu HB et al, ADA 2006; Gutzwiller J-P, et al. Digestion 2006;73:142-150.; Bose AK, et al. Diabetes 2005;54:146-151. Effects of glucagon-like peptide-1 on endothelial function in type 2 diabetes patients with stable coronary artery disease Thomas Nyström et al. Department of Internal Medicine, Stockholm South Hospital, Karolinska Institutet, Stockholm Sweden; Am J Physiol Endocrinol Metab 287: E1209-E1215, 2004. Conclusions: When added to standard therapy, GLP-1 infusion improved regional and global LV function in patients with AMI and severe systolic dysfunction after successful primary angioplasty. Circulation. 2004;109:962-965. Approved diabetes Medications Medications Introduction Insulin 1921 Inhaled insulin 2006 Sulfonylureas 1946 Biguanides 1957 Glycosidase inhibitors 1995 TZDs 1999 GLP analogues DPP-IV inhibitors 2007 2007 Incretinomimetici e obiettivi DM2 • Migliorano il profilo glicemico • Rischio di ipoglicemie raro • Riducono il peso corporeo • Riducono l’ insulinoresistenza • Migliorano il profilo lipidico • Migliorano i valora tensivi • Riducono il rischio cardiovascolare GRAZIE per l’attenzione Nuovi farmaci ed HbA1c Drucker, Nauck. Lancet 2006; 368: 1696–705 Exenatide vs Placebo: HbA1c at 30 Weeks Placebo BID Exenatide 5 mcg BID Exenatide 10 mcg BID MET N=336 0.5 SFU N=337 Change in HbA1c (%) 0.1 MET + SFU N=733 0.2 0.1 0 -0.5 -0.4 -0.5 * -1 * -0.8 * -0.6 * -0.9 * -0.8 * Buse JB et al. Diabetes Care 2004; 27:2628-2635. Kendall DM et al. Diabetes Care 2005; 28:1083-1091. DeFronzo RA et al. Diabetes Care 2005; 28:1092-1100. Le incretine • Ormoni • • peptidici secreti da cellule neuroendocrine del tratto gastrointestinale in risposta all’ingestione di cibo. Le incretine che hanno maggiori effetti sul metabolismo glucidico sono: - GLP-1: glucagon-like peptide-1 - GIP: glucose-dependent insulinotropic polypeptide Modulano la secrezione ormonale delle isole pancreatiche. 75 63,8 50 50 25 25 15,1 7,2 7,9 0 0 GLP-1 plasmatico Exenatide plasmatica a 2 ore (pM) GLP-1 Plasmatico 2 ore dopo inizio del pasto (pM) 75 Exenatide plasmatica Pazienti con diabete di tipo 2; Popolazione valutabile, n = 61 per tutti i gruppi di trattamento; Media ± ES; dati sulle concentrazioni a 2 settimane dall’inizio del trattamento Adattato da DeFronzo RA, et al. Curr Med Res Opin. 2008;24(10)2943-2952. Basale Exenatide Sitagliptin Livelli basali più elevati della HbA1c corrispondono a maggiori riduzioni della HbA1c in seguito a trattamento farmacologico HbA1c basale, % Riduzione della HbA1c, % Numero di pazienti arruolati negli studi clinici 6.0–6.9 7.0–7.9 8.0–8.9 9.0–9.9 10.0–11.8 n=410 n=1620 n=5269 n=1228 n=266 0,0 -0,1 -0,2 -0,2 -0,4 -0,6 -0,6 -0,8 -1,0 -1,0 -1,2 variazione della HbA1c rispetto al basale -1,2 -1,4 Adattato da Bloomgarden ZT et al. Diabetes Care. 2006;29:2137-2139. 26 Sitagliptin e Vildagliptin • Sono indicate in associazione a Metformina e Tiazolinedioni • Posologia: 100 mg per os in monosomministrazione giornaliera indipendentemente dai pasti. • Riducono l’HbA1c e la glicemia a digiuno • Non si è evidenziata una significativa riduzione ponderale Exenatide Prodotto sintetico identico all’exendin-4, un ormone naturale, riscontrato nella saliva di Heloderma Suspectum o Gila Monster, che possiede analogie con il GLP-1(circa 53%) ed è resistente all’azione della DPP-4. E’ indicata in associazione a SU e\o Metformina in pazienti che non hanno raggiunto un adeguato controllo glicemico con dosi massimali di queste terapie. Dose iniziale 5 μg 2 volte/die per 4 sett. poi 10 μg 2 volte/die. Deve essere somministrata nei 60 minuti precedenti i due pasti principali distanti almeno 6 ore. NH2 - Ser Pro Pro Pro Ala Gly Ser Ser Exendin-4 His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Met Glu Glu Glu Ala Val Arg Leu Phe Ile Glu Trp Leu Lys Asn Gly Gly Pro GLP-1 Umano His Ala Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Val Ser Ser Tyr Leu Glu Gly Gln Ala Ala Lys Glu Phe Ile Ala Trp Leu Val Lys Gly Arg - NH2 Ala Trp Leu Val Asn Gly Arg - NH2 GLP-1 Gila Monster His Ala Asp Gly Arg Tyr Thr Ser Asp Ile Ser Ser Tyr Leu Glu Gly Gln Ala Ala Lys Glu Phe Ile Liraglutide Analogo del GLP-1 legato ad un acido grasso (ac. palmitico), attraverso cui si lega all’albumina plasmatica. E’ parzialmente resistente all’azione della DPP-4. Solo 1-2% libero, biologicamente attivo con lunga emivita (10-15 h). In condizioni di ipoglicemia non stimola la secrezione insulinica e non blocca la risposta del glucagone. Riduce l’HbA1c ed il peso corporeo. La dose è di 0,5-2 mg/die sc. in unica somministrazione. Effetti collaterali sono nausea, vomito, diarrea e coliche addominali, che aumentano con l’associazione di MTF. Le ipoglicemie sono di lieve entità e rare. Liraglutide Glu His Ala Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Val Ser Ser Tyr Leu Glu Gly Gln Ala Ala Lys Glu Phe Ile Ala Trp Leu Val Arg Gly Arg - NH2 Ala Trp Leu Val Lys Gly Arg - NH2 GLP-1 Umano His Ala Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Val Ser Ser Tyr Leu Glu Gly Gln Ala Ala Lys Glu Phe Ile