Фармакогенетические аспекты пероральной сахароснижающей терапии. Фенотипы «ответа» и «провала»

Ю.А. СОРОКИНА, Нижегородская государственная медицинская академия Минздрава России

В данной работе была сделана попытка ответить на вопрос о возможности эффективной персонифицированной сахароснижающей терапии, в частности метформином, у пациентов c сахарным диабетом 2-го типа с учетом однонуклеотидного полиморфизма трех генов (эндотелиальная синтаза оксида азота, 8-оксогуанин-ДНК-гликозилаза, блок р53). Предполагается, что эффективность использования метформина зависит, в частности, от наличия полиморфизма данных генов.

Препаратом выбора для начала терапии заслуженно считается метформин. Основным механизмом действия (препарат из группы бигуанидов, повышающий печеночную и периферическую чувствительность к эндогенному инсулину, не влияя на его секрецию) является снижение продукции глюкозы печенью, повышение захвата глюкозы мышцами и жировой тканью путем усиления связывания инсулина с рецепторами и повышения активности транспортеров глюкозы ГЛЮТ-1 и ГЛЮТ-4 [1, 2].

В обширном исследовании GoDARTS (5 386 пациентов с СД 2-го типа) с помощью GCTA-метода (картирование генов) было выявлено, что особенности фармакологического ответа на метформин являются наследственным признаком и могут варьировать [3].

В настоящее время все больший интерес вызывают полиморфизмы генов, участвующих как в фармакокинетике, так и в фармакодинамике пероральных сахароснижающих препаратов. Однако многими учеными отмечается высокая вероятность влияния и других генов, таких, например, как фактор транскрипции [4]. В связи с этим поиск новых регуляторных и других генов-мишеней и их полиморфизмов, отвечающих за эффективность ПССП (пероральных сахароснижающих препаратов), остается чрезвычайно актуальным (рис. 1).
 
Однако остается неизвестным, какие гены и их полиморфизмы вносят больший вклад в формировании фенотипа «ответа» или «провала». Особенно важно предварительное определение такого фенотипа потому, что при СД 2-го типа пероральная сахароснижающая терапия является пожизненной, что формирует ряд требований к эффектам как антигипергликемическим, так и плейотропным. Данные эффекты, вероятно, могут различаться у носителей того или иного полиморфного гена или их сочетаний, что может сказаться на успехе терапии в целом. Исследования влияния ОНП (однонуклеотидных полиморфизмов) генов, непосредственно не связанных с фармакокинетикой и фармакодинамикой препаратов, в частности метформина, на прогнозирование эффективности сахароснижающей терапии ограничиваются единичными исследованиями, что вызывает особые затруднения в интерпретации результатов у пациентов, отличающихся этническими, гендерными и другими признаками.

Цель данного исследования -- провести генетическое типирование пациентов с впервые выявленным сахарным диабетом 2-го типа (по 3 полиморфным генам) и установить возможные различия в динамике некоторых показателей в зависимости от гаплотипа при применении метформина.

Материалы и методы. Обследовано 80 пациентов с впервые выявленным СД 2-го типа с уровнем гликированного гемоглобина 6,5--10,5%, в возрасте до 70 лет, без тяжелых осложнений, не принимавшие ранее пероральные сахароснижающие препараты. Пациентам был назначен метформин в дозе 850 мг 2 раза в сутки. Данные представлены в виде медианы и верхних и нижних процентилей ввиду распределения, отличного от нормального. Результаты обработаны при помощи пакета прикладной статистики Statistica 10.0 с применением непараметрических критериев.

Результаты и обсуждения

Эндотелиальная синтаза оксида азота (eNOS). Полиморфизм промотора С786Т

Существует ряд полиморфизмов гена, кодирующего eNOS, часть из которых связана с изменением в плазме крови количества NO [6], -- полиморфизм в промоторе 786T > C приводит к значительному сокращению количества самого фермента eNOS [7]. В многочисленных исследованиях также было доказано, что утилизация глюкозы в жировой и мышечных тканях NO-зависима, и при блокировании как нейрональной, но в большей степени эндотелиальной синтазы оксида азота, развивается гипергликемия. В исследованиях была выявлена строгая ассоциация генотипа гомозиготы по аллелю 2 с инсулинорезистентностью, ожирением, гиперинсулинемией у пациентов с СД 2-го типа среди европейцев [8--10] и с повышенным уровнем глюкозы крови среди жителей Саудовской Аравии [11]. Эксперимент, проведенный на грызунах, показал, что полученная инсулинорезистентность нарушает фосфорилирование eNOS и формирует метаболическую память [12].

При генотипировании пациентов с впервые выявленным СД 2-го типа было выявлено, что у представителей гомозиготы по аллелю 2 изучаемого ОНП (однонуклеотидного полиморфизма) rs 2070744 более высокий уровень глюкозы плазмы натощак (ГПН) (р = 0,0319), а у представителей гомозиготы по аллелю 1 – более низкий уровень гликированного гемоглобина (p = 0,0347).

Во всех подгруппах исследованных уровень гликированного гемоглобина и ГПН снижается статистически значимо. Как видно из результатов исследования, представители гомозиготы по аллелю 1 имеют исходно более низкий уровень гликированного гемоглобина, однако у представителей гомозиготы по аллелю 2 хотя и имеется тенденция к более эффективному его снижению, но уровень ГПН исходно выше, чем у представителей других подгрупп, и уровень С-пептида значимо снижается (табл. 1), что отчасти согласуется с данными предыдущих исследований [8, 11].

8-оксогуанин-ДНК-гликозилаза. Полиморфизм С977G (Ser326Cys)

В исследованиях было доказано, что hOGG1 играет ключевую роль в устранении повреждений мтДНК вследствие митохондриального стресса, вызванного высоким содержанием свободных жирных кислот, что, в свою очередь, приводит к фосфорилированию IRS-1 (рецептор субстрата инсулина-1), далее фосфорилирование Akt2 (RAC-бета серин/треониновая протеинкиназа (продукт гена akt2)), что в конечном счете улучшает перемещение GLUT-4, что приводит к утилизации глюкозы клетками [13].

Однако возникает предположение, не является ли измененная функция hOGG1, ввиду определенного гаплотипа ОНП, первичной по отношению к инсулинорезистентности и как следствие к СД 2-го типа. В исследованиях была показана строгая ассоциация полиморфизма C977G (Ser326Cys), в частности аллелю 2 (Cys), с ИР у пациентов с предиабетом [14], повышенными массой тела и уровнем глюкозы плазмы [15].

Ввиду предположения, что ОНП hOGG1 rs1052133 вовлечен в развитие ИР, эффективность применения метформина как препарата, нацеленного на устранение резистентности к инсулину, вероятно, будет варьировать.

Согласно исследованиям, «метформин-положительным» гаплотипом данного ОНП является CG (гетерозигота), т. к. у данных представителей наблюдается наиболее эффективное снижение показателей гликемии [16].

Исходные данные представителей двух подгрупп (гомозиготы по аллелю 1 и гетерозиготы) друг от друга статистически значимо не отличаются (табл. 2). Однако не остается незамеченным тот факт, что среди пациентов отсутствуют носители аллеля 2, кодирующего цистеин, что в предыдущих исследованиях ассоциировалось с инсулинорезистентностью, избытком массы тела и высоким уровнем ГПН [14, 15]. Снижение показателей гликированного гемоглобина и уровня ГПН наблюдалось как в группе гомозиготы (р = 0,014 и р = 0,006 соответственно), так и гетерозигот (р = 0,013 и р = 0,004 соответственно), однако в группе гетерозигот динамика была чуть более существенна, а также отмечалось значимое повышение уровня С-пептида. Данный факт согласуется с выводами о «метформин-положительном» фенотипе гетерозигот [16].

Данные исследования предполагают, что полиморфизм кодона 72 (Arg72Pro, rs1042522) влияет на инсулинорезистентность и массу тела пациентов с СД 2-го типа [17]. Показано, что G-аллель (Arg) полиморфизма белка р53 (rs1042522) ассоциирована с более высоким риском СД 2-го типа у европейцев [17--22].

Как известно, метформин реализует свои эффекты через активацию АМФК, депрессия которой наблюдается при метаболическом синдроме, сахарном диабете и раке. В свою очередь, АМФК регулирует экспрессию белка р53. Нарушенная регуляция приводит к последствиям, развивающимся по двум путям, -- злокачественный рост либо апоптоз клеток, что является причиной недостаточности бета-клеток, а значит, и прогрессирования СД 2-го типа [23]. В дальнейшем было неоднократно показано, что снижение уровня белка р53 и полиморфизм ТР53 неразрывно связаны с возникновением инсулинорезистентности, нарушенной толерантности к глюкозе и СД 2-го типа [24, 25].

Таким образом, можно судить о том, что метформин предотвращает апоптоз клеток инсулинового аппарата через увеличение экспрессии белка р53.

Следовательно, эффективность метформина, как препарата, снижающего инсулинорезистентность, в зависимости от гаплотипа ОНП rs1042522 белка р53 вероятно может варьировать.

Исходные исследуемые показатели представителей всех трех подгрупп гаплотипов не отличаются статистически значимо. Однако стоит отметить тот факт, что носителей аллеля, кодирующего аргинин, значительно много среди пациентов с впервые выявленным СД 2-го типа, что, вероятно, согласуется с данными многочисленных исследований [21--25]. Динамика снижения гликогемоглобина и уровня ГПН была значимой, а также и более существенной в подгруппе гомозиготы по аллелю 1 (р = 0,022 и р = 0,019), чем в подгруппе гетерозиготы (р = 0,026 и р = 0,018) и гомозиготы по аллелю 2 (р = 0,029 и р = 0,035), о чем свидетельствует большее значение HbA1c (р = 0,04). Однако уровень С-пептида вырос в последней подгруппе (табл. 3).

Крайне важно критически подходить к изобилию информации генетических исследований для объективного прогнозирования клинических исходов. В связи с этим следует изучать как ассоциированные непосредственно с СД 2-го типа, так и полиморфные гены, участвующие в лекарственных взаимодействиях и обусловливающие специфический фармакологический ответ.

Полученные в ходе исследования данные позволили предположить существования фенотипа «провала» и фенотипа «ответа» на терапию метформином. Таким образом, у представителей фенотипа «ответа» отмечается больший эффект от терапии метформином (рис. 2), чем у представителей фенотипа «провала». Однако стоит упомянуть, что эти ОНП присутствуют одновременно в организме данного конкретного пациента, что свидетельствует об их постоянном взаимодействии друг с другом и тем самым формирует специфический фармакологический ответ. Ввиду этого необходимо проводить GWAS (геном-ассоциированнные исследования) анализ с привлечением как можно большего числа пациентов для верификации данных.

Источник: Медицинский совет, № 8, 2015