Uticaj insulinske rezistencije na terapijski odgovor kod novodijagnostikovanih bolesnika sa multiplim mijelomom

Uvod: Prema rezultatima dosadašnjih istraživanja, ustanovljeno je da se disfunkcija IGF (engl. insulin-like growth factor) sistema, koja je u osnovi insulinske rezistencije sa hiperinsulinemijom, ponaša kao proliferatogeni tumorski faktor, a svoj neoplastični potencijal pokazuje i u multiplom mijelomu.

Cilj: Cilj studije je ispitivanje eventualne povezanosti insulinske rezistencije kod novodijagnostikovanih bolesnika obolelih od multiplog mijeloma (NDMM) sa postignutim terapijskim odgovorom nakon sprovedene indukcione hemioterapije.

Materijali i metode: Sprovedeno je prospektivno istraživanje koje je obuhvatilo 35 pacijenata sa NDMM-om (60% žena i 40% muškaraca), lečenih na Klinici za hematologiju Kliničkog centra Vojvodine. Vrednosti glikemije i insulinemije su određivane našte i postprandijalno a potom su izračunavane vrednosti HOMA-IRIn (našte) i HOMA-IRIpp (postprandijalno). Vrednosti HOMA-IRI > 2,2 su bile kriterijum za insulinsku rezistenciju. Analize su rađene u dva navrata – pre inicijalne hemioterapije i posle završenog lečenja. Procena terapijskog odgovora je sprovedena prema kriterijumima Srpske mijelomske grupe (SMG) i Međunarodne radne grupe za mijelom (engl. International Myeloma Working Group – IMWG). Statističke analize su sprovedene u SPSS programu (Verzija 22).

Rezultati: Bolesnici su bili prosečne starosti od 63,85 godina. Ukupno 86% bolesnika je povoljno odgovorilo na terapiju. Prosečna vrednost HOMA-IRIn pre terapije je bila 1,82 ± 0,79, a posle terapije 1,80 ± 0,72. Centralna vrednost medijane HOMA-IRIpp pre terapije je bila 5,46 sa interkvartalnim rasponom od 1,07 – 20,57, a posle terapije je bila 5,86 sa interkvartalnim rasponom od 1,22 – 28,22. Uočena je značajna negativna korelacija HOMA-IRIn nakon primenjene terapije i postignutog terapijskog odgovora (p = 0,040).

Zaključak: Aktivna konkomitantna terapija insulinske rezistencije kod NDMM-a bi mogla da unapredi odgovor na primenjenu antimijelomsku terapiju.

UVOD

Multipli mijelom (MM) je maligna bolest iz grupe monoklonskih gamapatija sa ishodištem u koštanoj srži. Odlikuje se nekontrolisanom proliferacijom tumorski izmenjenih B-limfocita – plazmocita, koji produkuju patološki izmenjene imunoglobuline (M-protein). Ustanovljeno je da MM čini 1,8% svih malignih bolesti i 10% hematoloških maligniteta. U Evropi, godišnje oboli 4,5 – 6/100.000 stanovnika [1],[2]. Smatra se bolešću starijeg životnog doba, uz veću učestalost u muškoj populaciji. Iako je postignut značajan napredak u lečenju MM-a u proteklih 20 godina, ova bolest je i dalje neizlečiva, te nedovoljno predvidivog toka i ishoda [3],[4]. U cilju detekcije prognostičkog i terapijskog potencijala novih biohemijskih i molekularnih pokazatelja, neophodna su dalja dopunska istraživanja.

Insulinska rezistencija predstavlja otežano ili potpuno onemogućeno preuzimanje glukoze u periferna tkiva kod obolelog u odnosu na zdravu populaciju, što dovodi do porasta serumskog nivoa insulina, uz redukciju ekspresije insulinskih receptora na perifernim tkivima te posledični razvoj promena na postreceptorskom nivou [5]. Rezultati dosadašnjih istraživanja pokazuju da je uloga hiperinsulinemije i porasta bioraspoloživosti insulinskog faktora rasta 1 (engl. insulin-like growth factor I – IGF-1) u razvoju malignog procesa neosporna [6]. Potencijalni mehanizmi takvog epiloga su:

• moguća oštećenja DNK uz razvoj stečenih mutacija zbog povećane produkcije slobodnih kiseoničnih radikala
• promene na postreceptorskom nivou sa hiperstimulacijom brojnih ćelijskih signalnih puteva i uticaj na ćelijski metabolizam posredovan dejstvom insulinskih faktora rasta, što direktno stimuliše i ćelijsku proliferaciju [5].

Povišen serumski nivo insulina u jetri pojačava proizvodnju IGF1, a smanjuje sintezu proteina koji vezuju insulinske faktore rasta (engl. insulin-like growth factor binding proteins 1 and 2 – IGFBP1 and IGFBP2). Stimulativni efekat na rast tumora insulin može da ostvari direktnim dejstvom ili posredstvom uticaja IGF-1, sa posledičnim promitogenim i antiapoptotičnim dejstvom, kao što je prikazano na Slici 1 [6]. Tom prilikom, insulin prvo reaguje sa insulinskim receptorom (INSR), koji predstavlja integralni membranski protein i ima presudnu ulogu u formiranju biološkog odgovora ćelije na stimulaciju insulinom. Hiperekspresija INSR-a, dovodi do promene i biološkog odgovora ćelije na insulin sa uticajem na proliferaciju, sazrevanje i apoptozu. Ove promene mogu značajno doprineti neoplastičnoj transformaciji ćelije [6]. Osim direktnog vezivanja insulina, za INSR se mogu vezati i IGF-1 i IGF-2, sa sličnim učinkom.

6]" width="2117" height="1089">

Slika 1. Prikaz efekta stimulacije INSR-a i pokretanja kaskade signalnih puteva koji su u osnovi biološkog odgovora ćelije na insulin (preuzeto uz dopuštenje izdavača) [6]
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/instance/3372318/bin/EDR2012-789174.003.jpg

I pored brojnih istraživanja koja su do sada sprovedena, posredovanje insulinske rezistencije u karcinogenezi nije rasvetljeno na način koji bi omogućio i trasirao nove dijagnostičke i terapijske modalitete sa ciljem prevencije maligniteta, ili u slučaju već prisutne maligne bolesti, sa ciljem poboljšanja toka, odgovora na terapiju i ishoda lečenja [7].

CILJ

Cilj istraživanja je bio da se utvrdi da li postoji povezanost insulinske rezistencije kod novodijagnostikovanih bolesnika obolelih od multiplog mijeloma (NDMM) sa postignutim terapijskim odgovorom nakon sprovedene indukcione hemioterapije.

MATERIJALI I METODE

Istraživanje je sprovedeno u periodu od 2017. do 2021. godine na Klinici za hematologiju Univerzitetskog kliničkog centra Vojvodine, a nakon dobijene saglasnosti Etičkog odbora. Obuhvatilo je 35 novodijagnostikovanih bolesnika sa multiplim mijelomom, starosti 18 –85 godina, koji do trenutka uključivanja u ovo prospektivno istraživanje nisu primili nikakvu antimijelomsku terapiju. Takođe, ispitanici nisu koristili ni lekove sa uticajem na insulinsku senzitivnost, produkciju i lučenje insulina (oralni hipoglikemici na bazi metformina, derivati sulfonilureje, tiazolindioni, SGLT-2 inhibitori, GLP1-R agonisti, insulinska terapija), kao ni hipolipidemike sa uticajem na insulinsku senzitivnost (statini, fibrati). Dokazana druga maligna bolest je bila kriterijum za isključivanje iz studije.

U uvodnoj fazi istraživanja, nakon obavljenog razgovora, ispitanici su fizički pregledani a potom su urađene i biohemijske, dopunske hematološke i radiološke analize predviđene protokolom Srpske mijelomske grupe (SMG) za inicijalno određivanja stadijuma NDMM-a [4].

Dopunske hematološke i biohemijske analize su obuhvatale određivanje kompletne krvne slike (KKS), parametara bubrežne funkcije (urea, kreatinin, klirens kreatinina u 24-h urinu) i aktivnosti osnovne bolesti (serumska koncentracija laktat dehidrogenaze (LDH), beta-2-mikroglobulin (β2M), elektroforeza serumskih proteina (EFSP), serumska koncentracija imunoglobulina IgA, IgM i IgG, serumska koncentracija slobodnih lakih lanaca (SLL) κ i λ, imunofiksacija proteina u serumu i 24-h urinu), kao i standardnih inflamatornih parametara (brzina sedimantacije eritrocita (SE), C-reaktivni protein (CRP)).

U cilju procene insulinske rezistencije, merene su vrednosti glikemije i insulinemije našte i postprandijalno (2 h posle obroka), koje su dalje izračunavane prema datoj formuli: glikemija našte (mmol/l) x insulinemija našte (mIU/l) / 22,5, kako bi se odredila vrednost HOMA-IRI (engl. homeostatic model assessment-insulin resistance index) [8]. Vrednosti HOMA-IRI > 2,2 su bile kriterijum za dijagnozu insulinske rezistencije [9]. Određivane su vrednosti HOMA-IRIn (našte) i HOMA-IRIpp (postprandijalno, provocirano, gde su kalkulisane vrednosti glikemije i insulinemije 2 h nakon obroka).

Sve analize su rađene u dva vremena: pre započinjanja terapije i nakon završenog lečenja bolesnika. Terapijski odgovor je procenjivan prema važećim kriterijumima SMG i Međunarodne radne grupe za mijelom (engl. International Myeloma Working Group – IMWG), kao što je prikazano u Tabeli 1, i kvalifikovan kao: čvrsta kompletna remisija (engl. stringent complete remission – sCR), kompletna remisija (engl. complete remission – CR), veoma dobar parcijalni odgovor (engl. very good partial response – VGPR), parcijalna remisija (engl. partial remission – PR), stabilna bolest (engl. stable disease – SDi), progresija bolesti (engl. progressive disease – PD) [10].

Tabela 1. Klasifikacija odgovora na primenjenu terapiju, MM

Za svakog pacijenta su iz baze podataka prikupljeni longitudinalni podaci iz dve vremenske tačke: pre ulaska u proces hemioterapije i posle lečenja indukcionom hemioterapijom, nakon šest do sedam terapijskih ciklusa.

Same statističke analize su sprovedene u SPSS (Verzija 22) statističkom paketu, a grafički prikazi su transponovani u Excel format, radi bolje preglednosti. U cilju prikaza deskriptivnih pokazatelja i frekvencijske raspodele, korišćena je deskriptivna statistika, odnosno standardni deskriptivni statistički pokazatelji: aritmetička sredina, standardna devijacija, koeficijent zakošenosti distribucije (engl. skewness) i koeficijent spljoštenosti distribucije (engl. curtosis), a za varijable koje se ne distribuiraju po normalnoj raspodeli prikazani su medijana i raspon, kao deskriptivni parametri. T-test za zavisne uzorke i Vilkoksonov test predznaka su korišćeni u cilju ukazivanja na promene parametara pre i posle indukcione hemioterapije, u zavisnosti od toga da li su analizirane normalno distribuirane varijable ili varijable koje ne prate normalnu raspodelu podataka. Međusobne relacije varijabli ispitane su putem Spirmanovog koeficijenta korelacije, s obzirom na to da postignut terapijski odgovor u ovom istraživanju predstavlja varijablu ordinalnog nivoa merenja. Statističke hipoteze su testirane na nivou statističke značajnosti (alfa nivo) od 0,05.

REZULTATI

Kada je u pitanju polna struktura novodijagnostikovanih bolesnika obolelih od multiplog mijeloma, bilo je 60% žena i 40% muškaraca (Grafikon 1), ali ova razlika nije bila statistički značajna (p = 0,320). Ispitanici su bili prosečne starosti od 63,85 godina. Detektovane su statistički značajne razlike u strukturi ispitanika u odnosu na starosne grupe (p < 0,001). Svega 3% ispitanika je bilo starosti 19 – 41 godina, a 51% ispitanika je bilo uzrasta 45 – 65 godina (podaci prikazani u Grafikonu 2). Iako je čak 60% NDMM ispitanika bilo u III kliničkom stadijumu, heterogenost ispitanika u odnosu na ovu ispitivanu varijablu nije bila statistički značajna (p = 0,200).

Grafikon 1. Polna struktura ispitanika u MM grupi

Grafikon 2. Distribucija ispitanika po starosnim intervalima u MM grupi

Nakon sprovedene indukcione hemioterapije je, prema Grafikonu 3, čak 86% ispitanika ostvarilo je odgovor na terapiju: 6% CR, 40% PR i 40% VGPR. Prosečna vrednost HOMA-IRIn je pre terapije bila 1,82 ± 0,79 a posle terapije 1,80 ± 0,72. Prosečna vrednost HOMA-IRIpp je i pre i posle primenjene terapije ispunjavala kriterijume za insulinsku rezistenciju (HOMA-IRIpp ≥ 2,2). Centralna vrednost medijane HOMA-IRIpp je pre terapije bila 5,46 sa interkvartalnim rasponom 1,07 – 20,57, a posle terapije je bila 5,86 sa interkvartalnim rasponom 1,22 – 28,22. Nakon sprovedenog lečenja, nije detektovano statistički značajno smanjenje vrednosti, HOMA-IRIn (p = 0,792) i HOMA-IRIpp (p = 0,864). Podaci su prikazani u Tabeli 2.

Grafikon 3. Prikaz postignutih odgovora na primenjenu terapiju u MM grupi ispitanika

Tabela 2. Deskriptivni prikaz HOMA-IRIn i HOMA-IRIpp kod ispitivanih NDMM bolesnika

Daljim analizama je potvrđena negativna korelacija ostvarenog terapijskog odgovora i vrednosti insulinske rezistencije našte, izmerene nakon sprovedenog lečenja. Naime, više vrednosti HOMA-IRIn izmerene posle sprovedenog lečenja impliciraju i lošiji terapijski odgovor (p = 0,040), kao što je i prikazano u Grafikonu 4.

Grafikon 4. Prikaz negativne Spirmanove korelacije HOMA-IRIn i postignutog terapijskog odgovora kod NDMM

DISKUSIJA

Istraživanje insulinske rezistencije kod nedijabetesne populacije NDMM bolesnika je sprovedeno sa planom evaluacije njenog eventualnog prognostičkog značaja, kao i mogućeg uticaja na tok i ishod lečenja. Iako je verifikovana inicijalno očuvana insulinska senzitivnost kod naših NDMM bolesnika, izračunate prosečne vrednosti HOMA-IRIpp, pre i nakon sprovedenog lečenja, bile su u kategoriji provocirane insulinske rezistencije. Takođe, detektovana je negativna korelacija insulinske rezistencije nakon primenjene terapije i postignutog terapijskog odgovora. Lošiji odgovor na terapiju su imali bolesnici sa višim izračunatim vrednostima HOMA-IRIn nakon sprovedenog lečenja. NDMM bolesnici sa ostvarenim boljim odgovorom na primenjenu terapiju su imali niži HOMA-IRIn. Može se reći da niže HOMA-IRI vrednosti kod NDMM bolesnika ukazuju na veću verovatnoću remisije, kao i manju mogućnost izostanka odgovora na terapiju ili progresije pod terapijom. Ovakvi rezultati bi svakako i mogli biti očekivani, imajući u vidu do sada već detektovanu metaboličku vulnerabilnost multiplog mijeloma, čiji je glavni akter takozvani IGF (engl. insulin-like growth factor) sistem [11],[12]. Ovaj sistem se sastoji iz sledećeg: dva faktora rasta – IGF1 i IGF2, dva receptora – IGF1 receptor (IGF1R) i IGF2 receptor (IGF2R), IGFBP, IGFBP proteaze [11]. Važno je napomenuti da su IGF1 i IGF2 peptidi koji se strukturno u velikoj meri preklapaju sa građom proinsulina, a dosadašnjim istraživanjima je dokazan i njihov uticaj na životni vek i proliferativni indeks plazmocita, angiogenezu i aktivnost osteoklasta [13],[14],[15]. Visok stepen preklapanja je detektovan i u strukturi insulina i IGF, tako da IGF sistem može biti i direktno uključen u regulaciju homeostaze glukoze, vezivanjem za insulinske receptore [11],[16]. Disfunkcija IGF sistema pogoduje razvoju insulinske rezistencije i porastu serumskog nivoa insulina dovodeći do „prezasićenosti“ insulinskih receptora IGF1 i IGF2 uz konsekventne promene i na postreceptorskom nivou, stimulišući proliferaciju plazmocita i progresiju bolesti [13],[17]. Samim tim se nameće zaključak da bi insulinski receptori mogli biti pogodne biološke mete za razvoj novih modaliteta u lečenju MM-a [18],[19]. Drugi zaključak bi bio da se primena humanog insulina u dijabetesnoj mijelomskoj populaciji može razmatrati kao potencijalni faktor koji doprinosi progresiji MM [19],[20].

Imajući u vidu i mehanizam kojim svoje dejstvo ostvaruje peroralni antidijabetesni lek, metformin, modulacijom INSR/IGF1R signalnog puta, može se razmatrati i antitumorski efekat ovog leka, koji je osvedočen rezultatima brojnih dosadašnjih istraživanja [14],[15]. Boursi i saradnici su u svom prospektivnom istraživanju pokazali da primena metformina kod dijabetičara obolelih od monoklonske gamapatije neodređenog značaja (engl. monoclonal gammopathy of undetermined significance – MGUS), značajno redukuje rizik od progresije bolesti u multipli mijelom [21]. Antitumorski učinak metformina u populaciji obolelih od monoklonske gamapatije su u svom istraživanju potvrdili i Papahristu i saradnici, sa idejom o proširenju istraživanja i na nedijabetesnu populaciju [22]. Efikasnost primene metformina u nedijabetesnoj populaciji obolelih od MGUS-a, sa procenom smanjenja rizika od progresije bolesti u aktivnu formu MM, trenutno je predmet istraživanja kliničke studije NCT04850846, čiji rezultati tek treba da budu objavljeni [23].

ZAKLJUČAK

S obzirom da istraživanja sprovedena u proteklih desetak godina svedoče o izraženoj metaboličkoj osetljivosti multiplog mijeloma, ne iznenađuje ni nepovoljan učinak insulinske rezistencije na ostvareni terapijski odgovor. U skladu sa tim bi i aktivan konkomitantni terapijski pristup u zbrinjavanju insulinske rezistencije i prateće hiperinsulinemije – inicijalne i/ili provocirane, u nedijabetesnoj populaciji NDMM bolesnika, bio nezanemarljiv doprinos u ostvarivanju povoljnijeg odgovora na standardnu antimijelomsku terapiju.

SKRAĆENICE

β2M – beta-2-mikroglobulin
CR – kompletna remisija(engl. complete remission)
CRP – C-reaktivni protein
EFSP – elektroforeza serumskih proteina
GLP1-R – glukagonu slični peptid-1 receptor (engl. glucagon-like peptide-1 receptor)
HOMA-IRI – engl. homeostatic model assessment-insulin resistance index
HOMA-IRIn – homeostatic model assessment-insulin resistance index, našte
HOMA-IRIpp – homeostatic model assessment-insulin resistance index, postprandijalno
IMWG – Međunarodna radna grupa za mijelom (engl. International Myeloma Working Group)
INSR – insulinski receptor
Ku – koeficijent spljoštenosti distribucije (engl. kurtosis)
LDH – laktat dehidrogenaza
M – aritmetička sredina (engl. mean)
Maks – maksimalna vrednost
Mdn – medijana
MM – multipli mijelom
MGUS – monoklonska gampatija neodređenog značaja (engl. monoclonal gammopathy of undetermined significance)
Min – minimalna vrednost
NDMM – novodijagnostikovani multipli mijelom
PR – parcijalna remisija(engl. partial remission)
PD – progresija bolesti (engl. progressive disease)
SD – standardna devijacija
SDi – stabilna bolest (engl. stable disease)
Sk – koeficijent zakošenosti distribucije (engl. skewness)
SGLT 2 – (engl. sodium-glucose cotransporter 2)
SLLκ – slobodni laki lanci kapa
SLLλ – slobodni laki lanci lambda
SMG – Srpska mijelomska grupa
sCR – čvrsta kompletna remisija (engl. stringent complete remission)
VGPR – veoma dobar parcijalni odgovor (engl. very good partial response)