Valsartan/sakubitril kombinasyonu LCZ696'nın diabetik kardiyak disfonksiyon üzerine olası etkilerinin beta adrenerjik yanıtverirlik üzerinden değerlendirilmesi
The evaluation of possible effects of valsartan/sacubitril combination LCZ696 on diabetic cardiac dysfunction in terms of β-adrenergic responsiveness
Yazar: BETÜL RABİA ERDOĞAN
Danışman: DOÇ. DR. EBRU ARIOĞLU İNAN
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmakoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Kalp hastalıkları = Heart diseases ; Reseptörler-adrenerjik-beta = Receptors-adrenergic-beta ; Sakubitril = Sacubitril ; Valsartan = Valsartan

Özet:
Diabet, insülin salıverilmesinde ve/veya insülin duyarlılığında azalmaya bağlı olarak ortaya çıkan kronik, endokrin bir hastalıktır. Hastalığa bağlı gelişen kardiyovasküler komplikasyonlar diabetik morbidite ve mortalitenin en önemli nedenidir. Diabette artan renin-anjiyotensin-aldosteron sistemi aktivasyonu ve azalmış beta adrenerjik reseptör (β-AR) aracılı yanıtlar diabette kardiyak disfonksiyon oluşumunda rol oynayan önemli etkenlerdir. Diabette glisemik kontrolü sağlayan ilaçların yanı sıra diabete bağlı gelişen kardiyak hasarın önlenmesinde ve/veya tedavisinde kullanılacak ilaçların geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Bir anjyotensin reseptör blokeri olan valsartan ile bir neprilisin inhibitörü olan sakubitrilin kombinasyonu LCZ696 kalp yetmezliğinde kullanılan bir ilaçtır ve preklinik çalışmalarla diabetik kalp üzerindeki olumlu etkileri gösterilmiştir. Ne var ki, bu olumlu etkilerin altında yatan mekanizma kesin olarak belirlenememekle birlikte ilacın diabetik kalpteki etkilerini β-AR aracılı yolak üzerinden değerlendiren bir çalışma literatürde yer almamaktadır. Bu noktadan hareketle, çalışmamızda LCZ696'nın diabetik kalpte β-AR aracılı yanıtlara etkisinin ilacın içeriğinde bulunan valsartanla karşılaştırmalı olarak değerlendirmesi amaçlanmıştır. 
Çalışmamızda altı haftalık erkek Sprague-Dawley sıçanlar, kontrol, diabetik, valsartan/sakubitril (68 mg/kg) tedavili diabetik ve valsartan (31 mg/kg) tedavili diabetik olmak üzere 4 gruba ayrılmıştır. Diabet modeli, dört haftalık yüksek yağlı diyet uygulamasını takiben, ip düşük doz STZ (30 mg/kg) injeksiyonu ile oluşturulmuştur. STZ uygulamasını takiben 14 haftalık diabet süresi sonunda in vivo ekokardiyografi, in vivo basınç-hacim 'loop' analizi yöntemleri ile kalbin sistolik/diyastolik fonksiyonu değerlendirilmiştir. İn vitro Langendorff kalp preparasyonu ve papiller kas deneyleri ile ise ilacın sırasıyla β3-AR ile β1- ve β2-AR aracılı yanıtlara etkisi araştırılmıştır. Sonrasında, kardiyak fonksiyonda etkin rol oynayan çeşitli proteinlerin ifadelenme düzeyleri Western Blot deneyleri ile değerlendirilmiştir. Elde edilen veriler ortalama ± SD ile ifade edilmiştir. Gruplar arası karşılaştırma tek-yönlü ANOVA ve Bonferroni post-hoc testi ile yapılmış olup, istatiksel analiz p<0.05 anlamlılık düzeyinde değerlendirilmiştir.
Sonuç olarak, çalışmamızda LCZ696'nın tek olumlu etkisi diabette bozulan sistolik disfonksiyon belirteçlerinden ejeksiyon fraksiyonu ve fraksiyonel kısalma üzerinde gözlenmiştir. Ne var ki, bu etki tek başına valsartan tedavisinden daha üstün bulunmamıştır. Bununla birlikte, diabette gözlenen diyastolik disfonksiyon üzerine her iki ilacın da olumlu bir etkisi bulunmamaktadır. LCZ696 ile diabette azalan β1-/β2-AR aracılı yanıt kısmen iyileşse de, sonuçlar istatistiksel olarak anlamlı bulunmamıştır. Elde edilen bulgular ve daha önce yapılan çalışmalar göz önüne alındığında, LCZ9696'nın diabetik kalpteki etkilerinin anlaşılabilmesi için daha fazla çalışmaya gereksinim olduğu açıktır.

Abstract:
Diabetes is a chronic, endocrine disorder which results from reduced insulin secretion and/or insulin sensitivity. Cardiovascular complications are the major cause of diabetes-related morbidity and mortality. Increased renin-angiotensin-aldosteron system activity and decreased beta adrenergic receptor (β-AR)  responsiveness are the important factors which contribute to diabetic cardiac dysfunction. In addition to the drugs to establish the glycemic control, it is crucial to develop drugs which are used for prevention and/or treatment of diabetic cardiac dysfunction. LCZ696 is a combination of valsartan, an angiotensin receptor blocker, and sacubitiril, a neprilysin inhibitor. It has been approved for the treatment of heart failure. In preclinical studies, it has been shown that LCZ696 has beneficial effects on the diabetic heart, however underlying mechanisms remain unclear. The effect of LCZ696 on the diabetic heart through β-AR mediated signaling pathway has not been studied yet. In this regard, in the present study, it has been aimed to evaluate possible beneficial effect of LCZ696 on the diabetic heart in terms of β-AR responsiveness compared to valsartan.
In this study, 6-week old male Sprague-Dawley rats were divided into 4 groups; control, diabetic, valsartan/sacubitril (68 mg/kg) treated diabetic and valsartan (31 mg/kg) treated diabetic. Diabetes was induced by low dose injection of STZ (30 mg/kg, ip) following 4-week high fat diet feeding. After 14 weeks of diabetes, cardiac systolic/diastolic function has been evaluated by using in vivo ecocardiography and in vivo pressure-volume loop analysis. The effect of both drugs on β3-AR and β1-/β2-AR mediated responsiveness has been evaluated by using in vitro Langendorff preparation and in vitro papillary muscle experiments, respectively. Protein expression of genes which play role in the cardiac function was determined by Western Blot experiments. Data were expressed as mean ± SD. Multiple comparisons were performed one-way ANOVA followed by Bonferroni post-hoc test. p<0.05 was considered as statistically significant. 
As a result, LCZ696 has been shown to have beneficial effects on systolic dysfunction in the diabetic heart through improving ejection fraction and fractional shortening. This effect was not superior to the one with valsartan alone. On the other hand, both treatment approaches did not show any favourable effect on diabetic diastolic dysfunction. β1-/β2-AR mediated responsiveness was partially ameliorated by LCZ696 treatment. Nevertheless, this effect was not statistically significant. Regarding our current findings and previous data, it is clear that more comprehensive studies are needed to elucidate the effects of LCZ696 on the diabetic heart.