Метформин и стареене: преглед, част 2

Моля свържете сеoscar.xiao@wecistanche.comза повече информация

Проспективни мегаизпитания на метформин за заболявания, свързани с възрастта: TAME, VA-IMPACT и GLINT

На 24 юни 2015 г. Нир Барзилай (Медицински колеж „Албърт Айнщайн“, Ню Йорк, Ню Йорк, САЩ) се срещна с регулаторите от FDA, за да обсъдят вече известното фаза III многосайтово проучване TAME (Насочване на стареенето с метформин) [4]. Акронимът беше избран и намерението зад него, а именно, че стареенето е „разстройство“, което може да се лекува като всяка друга болест, беше явна провокация. Мандатът на FDA е да регулира лекарствата и устройствата за лечение на болести или помощ при диагностицирането им, но стареенето (все още) не е индикация. Текущата международна статистическа класификация на болестите и свързаните със здравето проблеми 10 (ICD-10) ​​не изброява „стареенето“ като заболяване. Полагат се усилия [45] за включването му в ICD-1l, чиято окончателна версия се очаква през януари 2022 г.

Моля, щракнете тук, за да научите повече

Трябва да се отбележи, че ефикасността на метформин за профилактика на диабет и загуба на тегло при пациенти със затлъстяване е доказана в клинични проучвания. Те не са сред показанията, изброени от FDA. Независимо от това, употребата на метформин „не по предназначение“ самостоятелно или в комбинация с други антидиабетици се радва на популярност за ефективна превенция на диабет [46], както и за лечение на метаболитен синдром, затлъстяване или поликистоза на яйчниците [47,48]. TAME, ако е доказана ефикасността на метформин, търси одобрение за новата индикация, за да позволи на доставчиците на здравни услуги да плащат за такава терапия [49]. Изследователите искат да „пренасочат“ [50] метформин за заболявания, които нарастват логаритмично, напр. при мишки и хора с напредване на възрастта [51, 52] (онлайн суп-пл. Фиг. S1). Първичната (съставна) крайна точка на TAME е честотата на всяко едно от няколко заболявания, свързани с възрастта: инфаркт на миокарда, застойна сърдечна недостатъчност, инсулт, повечето видове рак, деменция и смърт, но не и диабет.

Дискусиите за TAME с FDA продължават почти 4 години. Американската федерация за изследване на стареенето като спонсор вече е гарантирала 35 милиона долара. Предложението за мигранти за допълнително финансиране (40 милиона щатски долара) включва безвъзмездна помощ от NIH, която беше за преглед през октомври 2018 г.цистанче билкаБарзилай се надяваше, че изпитването ще започне до края на 2018 г. [53], но изпитването все още не е включено в ClinicalTrials.gov към април 2019 г. и протоколът от изследването не е публично достояние.

Cistanche може да спре стареенето

Интересното е, че слабостта липсва в предложения съставен резултат. Други текущи изпитвания (напр. NCT02570672) с метформин предоставят аргументи, че слабостта може да бъде важна крайна точка [54]. Ще бъде интересно да се сравнят резултатите с текущото изпитване на физетин (NCT03675724). Мега изпитание, спонсорирано от Администрацията на ветераните (NCT02915198; VA-IMPACT), започна на 19 февруари 2019 г.растеж на пениса cistancheТова проучване планира да проучи 7868 субекта с преддиабет и установено атеросклеротично заболяване в продължение на 4,5 години по двойно-сляп начин с метформин с удължено освобождаване спрямо плацебо за комбинирана първична крайна точка. Времето до събития за онкологични заболявания и диабет са вторични крайни точки. Вместо това TAME планира да рандомизира 3, 000 възрастни хора (65-79 години) без диабет, но ще включва лица, които вече са „обременени с хронично заболяване“[55 и най-вероятно само лица с нарушен глюкозен толеранс/ хипергликемия на гладно. Неотдавнашно двойно-сляпо, рандомизирано проучване за осъществимост (GLINT) с метформин и плацебо при възрастни пациенти със затлъстяване с висок риск от сърдечно-съдови заболявания (ССЗ) и недиабетна хипергликемия стигна до заключението, че 20 000 субекта са необходими за получаване значителни резултати само за CVD [56], следователно комбинираните TAME или VA-IMPACT крайни точки. Работната група за биомаркери на TAME избра биомаркери на базата на кръв за ръководени от geroscience проучвания, които включват интерлевкин -6, С-реактивен протеин, инсулиноподобен растежен фактор 1, инсулин, цистатин С, N-терминален прохормон на мозъчен натриуретичен пептид, HbAjcand GDF15, но не и GLP-1 [57. Barzilai и колеги [58] извършиха малко, двойно-сляпо, плацебо-контролирано кръстосано изпитване (Metformin in Longevity Study [MILES]), в което те изследваха диференциално експресирани гени в биопсии на мускулна и мастна тъкан след 6-седмично приложение на плацебо или 1,5 g на ден метформин. Те съобщават резултати за някои от маркерите, избрани от Justice et al [57], но не споменават GDF15.

Важни аргументи от фундаменталната наука за TAME и други проучвания - например за рак или неврологични заболявания (които не са конкретно разгледани тук) - са, че метформинът повишава активността на AMPK и може да стимулира аутофагия[59-61]или да я модулира в T2D бели кръвни клетки [62].

„Корелацията не е причинно-следствена връзка, но е начинът да заложите“

Заглавието е взето от информативна статия [63]. Съществуват многобройни мета-анализи и систематични прегледи на ефектите на метформин извън контрола на T2D, наречени „негликемични ползи“, напр. върху рак, сърдечно-съдови заболявания, смъртност и деменция. Няколко избрани примера са представени по-долу. Предполага се, че ползите са медиирани от "плейотропни" дейности на бигуанида, които могат просто да бъдат обобщени като ефекти "извън контрола на кръвната захар." Метформин се препоръчва/предпочита рутинно при наднормено тегло/затлъстяване на T2D и причинява загуба на тегло или по-малко тегло печалба, в зависимост от придържането [64]. Използването му беше ограничено доскоро до популации с нормална бъбречна функция, което може да въведе важно отклонение при селекцията. Възможно е да съществуват други важни объркващи фактори, които трябва да бъдат коригирани в проучванията случай-контрола, както се подчертава от скорошен анализ на ползите от метформин при хепатоцелуларен карцином [65].

Depending on whether only randomized clinical trials are included [66] or cohort and case-control studies are added [67], the cancer risk with T2D is either not lowered or decreased significantly for patients taking metformin. With respect to CVD, an analysis from 2012 concluded that metformin had no effect on the risk of all-cause mortality or cardiovascular mortality [68]. A more recent meta-analysis of only randomized clinical trials favored met-formin, but not significantly and not for stroke [69]. The clinical cohort of male veterans with T2D(n=41,204)who were>65 години включва n=8393 потребители на метформин. Те бяха проследени в продължение на 9 години и могат да бъдат идентифицирани четири различни класа траектории на коморбидност, свързани с възрастта. В така наречения "здрав клас" коефициентът на смъртност, свързан с употребата на метформин, е 0.53; в класа с висок риск от рак беше {{10}}.72, в класа с висок риск от ССЗ беше 0.58, а в класа с висока слабост беше е 0,39, което показва, че последната група е имала най-голяма полза от лекарството по отношение на смъртността [70].

Ако се включат обсервационни проучвания (кохорта, случай-контрола и кръстосани проучвания) и се измери появата или разпространението на „болести на стареенето“ (рак, ССЗ, бъбречна недостатъчност, фрактура или когнитивно увреждане), резултатите предполагат, че диабетиците, приемащи метформин има по-нисък процент на смъртност по всякаква причина и на развитие на рак дори в сравнение с общата контролна популация без диабет [71, 72]. По-добрата преживяемост при рак на употребяващите метформин в сравнение с неупотребяващите също се наблюдава от много големи електронни здравни досиета [73], но няма да се обсъжда тук повече. Campbell et al [71] стигат до заключението, че „очевидното намаление на общата смъртност и заболяванията на стареенето, свързани с употребата на метформин, предполага, че метформинът може да удължи живота и продължителността на здравето, като действа като невропротективен агент.“ Като се има предвид, че метформинът има данни за безопасност и ефикасност, но ненадминати от никое друго лекарство за T2D, обосновката зад изпитанията и включването на плацебо група е оправдана както от етична, така и от научна гледна точка. В обобщение, TAME, GLINT, VA-IMPACT и изпитването с метформин при немощни пациенти "правят залог", подкрепени от доказателства за асоциация, получени от пациенти с T2D, със застаряваща популация от проучването (нарушен глюкозен толеранс/повишена кръвна глюкоза на гладно) вече е изложена на риск . Ще отнеме няколко години, докато резултатите станат известни. В програмата за превенция на диабета (DPP) и все още продължаващото DPP Outcomes Study (DPPOS) пациентите на възраст<60 years="" did="" not="" benefit="" from="" metformin="" after="" 15="" years="" [74].="" this="" explains="" why="" diabetes="" is="" not="" included="" in="" the="" composite="" endpoint="" of="" tame,="" and="" only="" as="" a="" secondary="" endpoint="" in="" other="" planned="" or="" active="" trials.="" alternatives="" exist:="" weight="" loss="" [75]="" and/or="" lifestyle="" interventions="" such="" as="" exercise="" and="" a="" mediterranean="" diet="" [76]="" are="" suggested="" to="" prevent="" diabetes="" or/and="" to="" protect="" against="" age-related="" diseases.="" the="" widely="" cited="" prevencion="" con="" dieta="" mediterranea="" (pre-dimed)="" trial="" [77]="" has="" been="" retracted="" [78],="" and="" the="" published="" evidence="" for="" the="" benefits="" of="" the="" mediterranean="" diet="" is="" in="">

Метформин като съединение "против стареене" (дълголетие) в моделни организми

Като подкрепящо доказателство за TAMEtrial беше посочено, че „метформинът модулира биологията на стареенето и продължителността на здравето в моделни организми“[79]. За наше ужас, ние не можахме да намерим много доказателства, но дори за обратното, за твърдението. Очевидно изключение е Caenorhabditis elegans, но настоящите данни подкрепят индиректен механизъм чрез жива храна на E.coli.

C.elegans: Добри доказателства, че метформинът действа индиректно, но противоречиви интерпретации на механизмите

Докато Drosophila melanogaster като модел на организъм за изследване на стареенето е на повече от 100 години, нематода може да претендира, че е "първокласният" модел [80]. Първият доклад за метформин го характеризира като "фактор, подобен на диетични ограничения" и демонстрира участието на AMPK и LKB1 [81]. За известно време лекарството беше възхвалявано като прототип на „миметик за ограничаване на калориите“, възглед, който вече не се споделя днес [82]. Средната максимална продължителност на живота на червея от див тип (WT), хранен с живи бактерии (Е. coli), е 30 дни; средната продължителност на живота е 20 дни. Най-задълбочено изследваните дългоживеещи мутанти (daf-2) имат мутация в рецептора на инсулин/инсулиноподобен растежен фактор I, с удвояване на максималната продължителност на живота до 60 дни. Кривите на смъртност на мутанти за дълголетие и WT могат да бъдат описани чрез уравнението на Gompertz (онлайн допълнение. Фиг. S1).

Долният показател на Gompertz на по-дълго живеещите мутанти не разкрива никаква информация за промените в здравето, т.е. дали увеличената продължителност на живота е свързана с по-добро здраве за по-дълъг период от време не в абсолютни стойности на дни, а като процент от общата продължителност на живота. Това е проучено много подробно за четири дълголетни мутанта (daf-2, ife-2, CLK-1 и eat-2)[83]. Смущаващият резултат беше, че нито един от мутантите не спечели нищо: по-дългият живот винаги се свързваше с увеличеното време, прекарано в слабост. В допълнителното онлайн поле S1 е обяснено, че температурата на околната среда може да бъде силен объркващ фактор при експериментите с мишки. Изненадващо, излагането на светлина е важна променлива в експериментите с C. elegans. Светлината може да увеличи оксидативния стрес (който може да бъде предотвратен от антиоксиданти), може драстично да промени продължителността на живота и може да обясни някои от интерпретациите на променливите резултати от различни лаборатории [84]. По-долу са разгледани три илюстративни проучвания за продължителността на живота на метформин.

Базираният на чревни бактерии микробен механизъм на фолат и метионин

Метформин при 25 или 50 mM увеличава средната продължителност на живота на червеи, хранени с жива E. coli съответно с 18 и 36 процента [85]. Този ефект се свързва с по-нисък експонент на Gompertz и може да бъде имитиран чрез предварително третиране на живи бактерии с метформин. Култивирането на червеите аксенично (в отсъствието на живи бактерии) увеличи продължителността на живота драстично (до 75 дни), но метформин при 50 mM беше токсичен. Авторите наблюдават силна положителна корелация между способността на метформин да действа бактериостатично върху различни щамове на E. coli и съотношението на продължителността на живота.ползи от цистанче салсаТе най-накрая проследиха произхода на удължаващия живота ефект на метформин до инхибирането на фолатния метаболизъм на бактериите и по-малкото доставяне на метионин. Триметоприм, инхибитор на бактериалната дихидрофолат редуктаза, имитира ефектите на метформин. Направено е заключението, че метформинът е присъщо токсичен (съкращава живота), но докато живите бактерии доставят по-малко метионин, дефицитът на хранителни вещества води до понижени нива на SAM (S-аденозил метионин) и намален SAM/S-аденозил-L- съотношенията на хомоцистеин ще балансират директния токсичен ефект. В обобщение, тази публикация заключава, че удължаването на живота с метформин, наблюдавано от други [81], е индиректно.

Митохормеза и реактивни кислородни видове След като беше изяснено, че метформинът действа чрез промяна на състава на хранителните вещества, получени от E. coli, остава въпросът дали има и директни ефекти върху червея. Изчерпателният диференциален анализ на протеомните данни [86] показва, че няколко пътя са регулирани нагоре от метформин, особено разграждането на аминокиселините с разклонена верига, цитратния цикъл, гликолизата и метаболизма на пирувата. Наблюдава се повишено производство на реактивни кислородни видове (ROS), а антиоксидантите напълно предотвратяват малките ефекти на лекарството върху продължителността на живота. Като липсваща връзка между производството на ROS и увеличаването на продължителността на живота беше идентифициран пероксиредоксинът PRDX-2. Пероксиредоксините (EC1.11.1.15) са семейство пероксидази, които също функционират като сигнални молекули [87]. Когато генът прокси-2 беше изтрит, метформинът вече не предизвикваше по-дълъг живот, но убиваше червеите.

Целият процес беше идентифициран като "митохорметичен" път. Експерименти с изолирани митохондрии и 25mM метформин демонстрират пълно инхибиране

на сложен I-задвижван O2 поток и повишено производство на ROS. В резултат на това може да се очаква ниска честота на дишане и по-малко производство на топлина. Значително по-ниски честоти на дишане са докладвани преди с 50 mM метформин, приложен само за 30 минути [88]. Когато червеите (и тяхната храна) бяха упоени с 50 mM метформин в продължение на 48 часа [86], беше наблюдавано повишено дишане, както и производство на топлина като следствие от "митохорметичния" отговор.

В обобщение, авторите предполагат, че има преки ефекти на метформин, но изненадващо никога не са измервали концентрациите на метформин при животните.

Метформин действа през лизозомния път, докато основната (постулирана) цел на метформин в червея за митохорметичния механизъм [86]е митохондриален комплекс I, друга публикация [89] предпочита лизозомите. Метформин (50mM) удължава живота от 30 до 40 дни и активира (фосфорилира) ортолога на AMPK (AAK-2). Бяха изследвани различни мутанти, включително хетерозиготи на daf-15 (регулаторно-свързан протеин на mTOR [RAPTOR]) и четири мутанта със загуба на функция (чрез -3 [субединица на V-ATPase Vo домейн], чрез-12 [подединица на V-ATPase Vi домейн], Imtr-3 [LAMTOR 3 подединица на Ragulator], и аз съм-2 [LAM-TOR2 подединица на Ragulator ]). Хетерозиготите на daf-2 сами по себе си имат удължен живот, който допълнително се увеличава от метформин. Всички лизозомни мутанти не успяха да удължат живота си. Мутантите, на които липсват ортолозите на LKB1 (par-4) или axin (Axl-1), също не отговарят. Авторите заключават, че метформин-индуцираното удължаване на продължителността на живота чрез инхибиране на mTORC1 и активиране на AMPK чрез "лизозомния" път. Беше отбелязано, че лекуваните с метформин червеи изглеждаха по-здрави (по-малко възрастови пигменти) и имаха отслабен свързан с възрастта спад във фитнеса (извивки на тялото при движение). Концентрациите на метформин в червеите не са докладвани. Авторите твърдят, че "хранят" животните с лекарството, но решаващият въпрос остава: дали метформинът удължава живота на C. elegans чрез влизане в животното или чрез промяна на хранителните вещества в тяхната жива храна? Липсват контроли с триметоприм, бактерии, предварително третирани с метформин, или мъртва E. coli.

D.melanogaster: Метформинът намалява продължителността на живота и е токсичен

D. melanogaster е Матусал сред моделните организми за изследване на стареенето [90].cistanche tubulosa дозировка redditЗа разлика от ефекта си върху червеите, метформинът не увеличава продължителността на живота нито на мъжките, нито на женските мухи [91]. Авторите измерват тъканните нива на дрогираните мухи с масспектрометрия и наблюдават 0.3 милимола/kg, когато мухите получават 10 mM в храната. AMPK се стимулира по дозозависим начин, но продължителността на живота намалява с повишени концентрации на метформин и тъканни нива. Токсичното действие е особено изразено при пост-репродуктивни женски мухи. Предполага се, че отрицателните резултати за продължителността на живота [90] са резултат от оптимизирани диетични условия, но не е дадено обяснение за токсичността.

Резултатите от продължителността на живота и токсичността са повторени [88] и целта за токсичност е идентифицирана като NHE3, ортологът на мухата на NHE6 (SLC9A6) на бозайници, протеинът на синдрома на Кристиансон [92], който е един член на ендозомно/лизозомно локализиран Nat/ Ht обменници (NHE). Когато се тестват мутантни мухи, които имат вмъкване на P елемент в първия NHE3 екзон и нямат откриваема иРНК, те са устойчиви на токсичните ефекти. По същия начин, ортологът на C.elegans NHX5 е отговорен за токсичността на метформин, наблюдавана в първия стадий на ларви след гладуване. Авторите отбелязват, че метформин блокира зависимото от времето увеличение на автофагозомите при гладуване на ларвата и предполагат, че лекарството инхибира автофагията. Въпреки че не е докладвано директно измерване на ефектите на метформин върху активността на обменника, впоследствие е представен модел, при който метформин инхибира V-ATPase на късната ендозома/лизозома чрез eNHE [93].

Взети заедно, няма доказателства, че метформинът увеличава продължителността на живота на Drosophila, но е токсичен. Виновникът за медииране на токсичността беше идентифициран както в гладуваща ларва на C.elegans, така и в добре нахранени мухи като NHL. Тези обменници най-вероятно са отговорни за фината настройка на вътрешното pH на ендо-/лизозомите. NHE6 се регулира нагоре при мишки при ограничаване на калориите и в момента се обсъжда като цел за различни човешки патологии [92].

Mus musculus: малко или никакви доказателства за увеличаване на продължителността на живота

Въпреки че е широко цитирана като доказателство за малките ефекти на {{0}}.1% метформин в диетата върху продължителността на живота на по-възрастни мъжки инбредни мишки, статията на Martin-Montalvo et al. [94], както и по-ранни резултати, получени от други изследователи, цитирани от Martin-Montalvo et al., трябва да бъдат отхвърлени: Програмата за тестване на Националния институт за интервенции на стареенето не може да възпроизведе констатациите относно удължаване на продължителността на живота с 0,1 процента метформин. Отрицателните резултати са получени на три различни места, използвайки генетично хетерогенни женски и мъжки мишки [95]. Тези отрицателни резултати рядко се цитират, вероятно тъй като не отговарят на възгледите на авторите. Статията [94] открива значително удължаване на продължителността на живота само при мъжки мишки C57BL76, щам, който е склонен към затлъстяване и харесва алкохол и наркотици [96], но не и при мишки B6C3F1.

Друг, може би дори по-важен момент, който трябва да се има предвид, е температурата на околната среда, при която се държат мишките (вижте онлайн допълнение BoxS1). Това се подчертава от многобройни експерименти с мишки с прекъсване на сигнализирането на секретагога на растежния хормон. При стайна температура се наблюдава забележително удължаване на живота и продължителността на здравето. Въпреки това, основните метаболитни разлики и профилите на генна експресия почти напълно изчезват, когато WT и мишки с дефицит на секретагоги на растежен хормон се настаняват в термонеутрална среда [97].

Изводи, препоръки и перспективи

Обосновката за текущите или планираните изпитвания на метформин се основава почти изключително на наблюдения (асоциации) на потенциални ползи при диабетно (или преддиабетно) население. Неговата ефикасност дори при рискова кохорта от възрастни хора все още не е доказана. Метформин е свързан с по-висок риск от дефицит на витамин B12 и витамин B, което може да доведе до повишен риск от когнитивна дисфункция [98]. Добавката е силно препоръчителна за употребяващите метформин.

По-голямо безпокойство предизвикват резултатите от малки проучвания, в които са тествани ефектите на метформин върху метаболитните реакции към упражнения или върху кардиореспираторната годност. В плацебо-контролирано, двойно-сляпо, кръстосано проучване със здрави млади субекти, метформин причинява малък, но значителен спад в максималния аеробен капацитет [99].цистанче แอ ม เว ย์Двойно-сляпо, плацебо-контролирано забележително проучване с по-възрастни хора с един рисков фактор за T2D изследва ефектите на метформин и 12 седмици аеробни упражнения[100]. Противно на очакванията – а именно, ефектите от упражненията и лекарството биха били пристрастяващи – метформинът отслабва повишаването на инсулиновата чувствителност на цялото тяло и отменя медиираното от упражнения увеличение на митохондриалното дишане на скелетните мускули.колко цистанче да приемате„Резултатите от проучването MASTERS (NCT02308228; Metformin to Augment Strength Training Effective Response in Seniors) [100] ще бъдат поучителни. MASTERS тества хипотезата, че продължителното лечение на по-възрастни хора с метформин засилва ефектите на упражнения за съпротива, особено при „неотговарящото“ застаряващо население.

Тази статия е извлечена от Metformin and Aging 587 Gerontology 2019;65:581–590 DOI: 10.1159/000502257