Resumen de Estudio de los efectos del tratamiento de metformina junto con recomendaciones de estilo de vida saludable en el índice de masa corporal, sensibilidad a la insulina, biomarcadores inflamatorios y de riesgo cardiovascular en niños obesos según el estado puberal
Maria Belen Pastor Villaescusa
- español
Introducción El sobrepeso y la obesidad infantil constituyen uno de los problemas de salud más difíciles de abordar (Centers for Disease Control and Prevention (CDC) 2011). La obesidad juega un importante papel fisiopatológico en el desarrollo de la resistencia a la insulina, la dislipidemia y la hipertensión, lo que da lugar al desarrollo de diabetes tipo 2 (DT2) y al riesgo de enfermedad cardiovascular temprana (ECV) (Freedman et al. 1999; Weiss et al. 2004). Varias investigaciones han confirmado que una intervención intensiva de estilo de vida en pacientes jóvenes puede aumentar la pérdida de peso y la sensibilidad a la insulina y reducir el riesgo de desarrollar DT2 (Diabetes Prevention Program Research Group et al. 2002). Sin embargo, una intervención basada en el estilo de vida como estrategia única no siempre resulta eficaz (Kelly et al. 2016). Por otra parte, se han realizado esfuerzos para identificar fármacos eficaces y seguros para controlar la obesidad pediátrica.
La metformina es un antihiperglucemiante oral aprobado por la FDA para tratar la DT2 en adultos y niños mayores de 10 años y considerado un agente de primera línea para tal enfermedad por la Agencia Europea de Medicamentos (EMEA). La pérdida significativa de peso inducida por la metformina se ha demostrado en pacientes adultos con sobrepeso/obesidad, con y sin DT2 (Golay 2008), también una disminución en el perfil de riesgo cardiovascular (De Jager et al. 2005; Ersoy et al.
2008), y en biomarcadores inflamatorios (De Jager et al. 2005, Škrha et al. 2007, Stocker et al. 2007, Ersoy et al. 2008, Alvim de Lima et al. 2009, Chakraborty et al. 2012, Esteghamati et al. 2012, Kelly et al. 2012).
Sin embargo, la evidencia científica sobre los efectos de la metformina en la obesidad pediátrica es escasa. McDonagh et al. (2014) examinaron la literatura en niños obesos mediante una revisión sistemática y un metanálisis (McDonagh et al. 2014). Los autores concluyeron que la reducción máxima en el IMC por parte de la metformina en comparación con los efectos ejercidos con intervenciones únicas de estilo de vida se observa en estudios entre 6-12 meses de duración. Además, la metformina parece mejorar el perfil lipídico en adolescentes obesos (Kay et al. 2001; Atabek & Pirgon 2008; Clarson et al. 2009). Sin embargo, se conoce poco sobre los efectos de la metformina en complicaciones relacionadas con la obesidad, como el riesgo cardiovascular y el estado de inflamación.
Siete estudios han evaluado los efectos de la metformina (1000-2000 mg/d durante 3-6 meses) en dichas complicaciones en niños y/o adolescentes obesos (Burgert et al. 2008; Clarson et al. 2009; Yanovski et al. 2011; Evia-Viscarra et al. 2012; Gómez-Díaz et al. 2012; Mauras et al. 2012; Kendall et al. 2013), obteniendo algunos resultados prometedores. Sin embargo, los ensayos clínicos aleatorios (RCTs) que estudian estos efectos no mostraron una distribución homogénea de acuerdo al estado puberal. La pubertad es un factor fisiológico con una potencial influencia en la infancia. De hecho, una revisión reciente destaca la utilidad de estratificar la aleatorización por el estadio Tanner y el sexo para evitar grandes desequilibrios entre grupos debido a la velocidad de crecimiento lineal y otros factores asociados con la maduración puberal que pueden afectar a los cambios en el IMC (Kelly et al.
2016).
Por lo tanto, se diseñó un RCT para determinar si la metformina tendría un efecto en la reducción de la puntuación z del IMC y la mejora de biomarcadores de riesgo cardiovascular e inflamación en niños obesos, evaluando si este efecto puede diferir dependiendo del estado puberal y el sexo.
Diseño del estudio El estudio es una investigación multicéntrica, estratificada por sexo y estado puberal (40 niños prepúberes, 40 niñas prepúberes, 40 niños púberes y 40 niñas púberes). El estado puberal se determinó de acuerdo con los criterios de Tanner (Tanner & Whitehouse 1976). Este ensayo aleatorizado, doble ciego y controlado con placebo se realizó de forma homogénea en cuatro hospitales españoles. Los pacientes fueron asignados para recibir metformina o placebo durante seis meses. Los detalles del protocolo del ensayo y de los Comités de Ética se han publicado previamente en Trials (Pastor-Villaescusa et al. 2016) (NºEudraCT: 2010-023061-21). Las normas CONSORT (Consolidated Standards of Reporting Trials) han sido consideradas para la elaboración del informe sobre el diseño de estudio y sus resultados.
Metodología y pacientes Los participantes fueron 160 pacientes remitidos de la Unidad de Endocrinología Pediátrica de los correspondientes centros hospitalarios (Pastor-Villaescusa et al. 2016). Los criterios de inclusión para participar en el RCT incluyeron un IMC por encima del percentil 95 ajustado por sexo y edad, y edad entre 7-14 años. Los datos fueron recogidos en las consultas de pediatría por las dietistas. Los datos y muestras se codificaron según cada centro y posteriormente se centralizaron en el Instituto de Nutrición y Tecnología de los Alimentos "José Mataix" (INYTA) en Granada, España.
Los participantes fueron asignados al grupo metformina o placebo de acuerdo con un programa de asignación aleatorio generado por el Servicio de Farmacia del Hospital Universitario Virgen de las Nieves en Granada, con el software M.A.S 100 versión 2.1 (Glaxo-Welcome, Madrid, España), por el Consorcio de Apoyo a Red de Investigación Biomédica (CAIBER). En cada centro, el 50% de los niños se asignaron a cada grupo. Todo el personal de investigación fue cegado tanto para la asignación de tratamiento durante el tiempo del estudio como para el análisis de muestras. Los pacientes fueron instruidos para aumentar gradualmente su dosis tomando 50 mg dos veces al día durante diez días, seguido de 500 mg dos veces al día hasta el final de la intervención. Ambos tratamientos se administraron durante las comidas. Los participantes asistieron a una visita inicial, seguido de dos visitas de control adicionales en intervalos de dos meses, que incluyeron la evaluación de la presión arterial y una exploración física. Para evaluar la seguridad y la tolerancia de la administración de metformina, los principales criterios de evaluación fueron la ausencia de efectos adversos, como se detalla en Pastor-Villaescusa et al. (2016).
La antropometría, la presión arterial y las concentraciones séricas de glucosa, insulina, enzimas hepáticas y lípidos se midieron como se informó anteriormente (Pastor-Villaescusa et al. 2016).
También se calcularon el índice cuantitativo de control de sensibilidad a la insulina (QUICKI) y el modelo homeostático para evaluar la resistencia a la insulina (HOMA-IR). La obesidad se definió de acuerdo con el IMC (kg/m2), utilizando los puntos de corte por edad y sexo propuestos por Cole et al.
(2000) (IMC>percentil 95).
Las dietistas de los centros llevaron a cabo un cuestionario de frecuencia de consumo de alimentos (FFQ) y una encuesta de actividad física en todos los participantes al inicio y al final del ensayo, ambos validados y normalizados (Pastor-Villaescusa et al. 2016). A todos los participantes se les proporcionó consejos estandarizados de estilo de vida saludable al comienzo de cada una sesión individual. Los datos recogidos en los cuestionarios de hábitos de vida se evaluaron de acuerdo con el índice de dieta y estilo de vida saludable (índice HLD) descrito por Manios et al. (2015) para obtener una estimación de la calidad de los hábitos de vida.
Diversas adipocinas plasmáticas, marcadores de inflamación y de riesgo cardiovascular [adiponectina, leptina, resistina, factor de necrosis tumoral-alfa (TNF-α), proteína quimioatrayente monocítica-1 (MCP-1), interleucina(IL)-8, interferón-γ (IFN-γ), mieloperoxidasa (MPO), inhibidor del activador del plasminógeno total-1 (tPAI-1), molécula 1 de adhesión intercelular soluble (sICAM-1), molécula 1 de adhesión vascular soluble (sVCAM-1) y factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF)], se analizaron por duplicado mediante la tecnología X-Map (Luminex Corporation®, Austin, TX, EE.UU.) y anticuerpos monoclonales humanos (Milliplex Map Kit, Millipore, Billerica®, MA, USA).
La LDL oxidada plasmática (Ox-LDL) se determinó por duplicado mediante ensayo inmunoenzimático (ELISA) (Cayman®, Ann Arbor, MI, EE.UU.) utilizando un lector de microplacas BioTeK sinergia HT.
Basándonos en las concentraciones de adiponectina y leptina, se calculó la proporción de adiponectina a leptina (ALR).
Se utilizó un modelo lineal general de medidas repetidas (GLM-RM) (intervalo de confianza del 95% (IC)) para determinar los cambios en los resultados desde el inicio hasta los seis meses dependiendo del tratamiento por grupos separados de pubertad (prepúberes y púberes) y sexo (niños y niñas). Además, fueron incluidos como factores fijos el sexo estado puberal (según el grupo de análisis), el centro, adherencia, así como las interacciones tiempo x tratamiento y tiempo x tratamiento x pubertad. Las variables que tuvieron que ser ajustadas por tiempo basal se evaluaron mediante el análisis de covarianza (ANCOVA). Para comprobar la solidez de los resultados en relación con los efectos sobre la puntuación z del IMC según el tratamiento, se desarrolló un modelo de regresión logística, reportando el odds ratio (OR) con un IC del 95%. La relación de los mg de metformina/kg de peso corporal con la puntuación z del IMC se determinó mediante la correlación de Pearson.
Resultados A continuación se resumen los resultados más relevantes del estudio. A diferencia del placebo, el tratamiento con metformina disminuyó la puntuación z del IMC (P=0,035) en el grupo prepuberal. Por otra parte, basándonos en el análisis de regresión logística binaria, encontramos que la puntuación z del IMC se asoció independientemente con el tratamiento con metformina (OR: 0,18, IC del 95%: 0,050-0,636, P = 0,008). Por lo tanto, se confirma que la intervención de seis meses con metformina llevó a una reducción de la puntuación z del IMC en el grupo prepubertal.
El tratamiento con metformina aumentó significativamente el QUICKI en los niños prepúberes en comparación con placebo (P=0,013). Sin embargo, no hubo evidencia de diferencias significativas entre tratamientos en otros marcadores de sensibilidad a la insulina a los seis meses en ningún grupo puberal. El perfil lipídico no mostró cambios diferentes significativos tras la intervención entre metformina y placebo.
Después de la intervención, el grupo prepuberal mostró una disminución de las concentraciones de IFN-γ y tPAI-1 en los pacientes que tomaron metformina en comparación con los pacientes que recibieron placebo (P=0,019, P=0,037, respectivamente). Las concentraciones de leptina y adiponectina no cambiaron con el tratamiento de metformina en comparación con el placebo a lo largo del tiempo en ninguno de los grupos puberales. Sin embargo, el ALR aumentó en niños prepúberes tras del tratamiento con metformina en comparación con placebo (P=0,013). Los niños púberes no mostraron ningún cambio al final del ensayo.
En cuanto al sexo, los niños tuvieron un ALR incrementado después del tratamiento con metformina en contraste con placebo (P=0,036), sin embargo las niñas solo mostraron una tendencia en este ratio (P=0,081). Para el resto de parámetros medidos, no se observaron efectos diferenciales en ningún grupo de sexo.
En general, la metformina fue bien tolerada. Ninguno de los sujetos tuvo que detener la intervención debido a eventos adversos graves. No se registraron casos de acidosis láctica en ningún participante. Se observó buena adherencia al tratamiento en la mayoría de los participantes (89±1%).
En cuanto a las dosis, todos los sujetos recibieron 1 g/d de medicación, independientemente del peso. Considerando los diferentes efectos de la metformina según estado puberal, estimamos apropiado calcular las dosis por peso corporal de cada paciente. Así, los niños prepúberes tomaron 19,6±0,74 mg de metformina/kg de peso corporal frente a 13,4±0,38 mg/kg que tomaron los niños puberales (P <0,001).
Conclusión La aparición de la obesidad puede comenzar en edades muy tempranas. Este hecho tiene claramente implicaciones importantes para el desarrollo futuro de ECV en niños y jóvenes obesos.
Sigue siendo una necesidad imperiosa descubrir mejores estrategias farmacológicas para reducir el riesgo cardiovascular en esta población. En el presente RCT, los niños prepúberes mostraron una disminución de la puntuación z del IMC y mejoraron otros parámetros relacionados con la obesidad después de un tratamiento con metformina durante seis meses, sin observarse estos efectos en los niños púberes. Así pues, la pubertad es una etapa fisiológica importante que desempeña un papel clave en la respuesta diferencial a la metformina que debe ser investigado más a fondo, en particular las relaciones dosis-efecto.
Fortalezas y limitaciones Además de un diseño excelente y riguroso, este RCT satisface las demandas propuestas por los expertos con respecto a una potente y adecuada estadística que permita analizar por subgrupos (prepúberes y púberes), así como la consideración de potenciales factores de confusión (McDonagh et al. 2014). Así pues, la necesidad de estratificar la aleatorización por el estadio Tanner y el sexo para evitar grandes desequilibrios entre grupos en la velocidad de crecimiento lineal y otros factores asociados con la maduración puberal que pueden afectar los cambios en el IMC (Kelly et al. 2016).
Estas cualidades hacen que este RCT proporcione información fiable y relevante para la comunidad clínica y científica. Nuestro estudio tiene varias limitaciones, incluyendo la dificultad en evaluar el cumplimiento del tratamiento por medio del recuento de píldoras, así como los cambios de estilo de vida en los niños.
Además, aunque el índice propuesto por Manios et al. (2015) ha sido validado para niños de primaria y ha sido cuidadosamente revisado, no tiene en consideración la ingesta de algunos alimentos muy típicos en la dieta española, por ejemplo, el aceite de oliva, que puede influir en la validez de la valoración de los hábitos alimenticios. Además, se controló la medicación tomada mediante el control de la entrega y el retorno de los botes. Sin embargo, somos conscientes de que esta estrategia no garantiza la exactitud con respecto a la información recogida sobre el cumplimiento de la intervención.
- English
Introduction Overweight and obesity in children are one of the most challenging health problems to address (Centers for Disease Control and Prevention (CDC) 2011). Obesity plays an important pathophysiologic role in the development of insulin resistance, dyslipidemia, and hypertension, leading to type 2 diabetes (T2D) and risk of early cardiovascular disease (CVD) (Freedman et al. 1999; Weiss et al. 2004). For pediatric patients, several investigations have confirmed that an intensive lifestyle intervention can increase weight loss and insulin sensitivity and reduce the risk of developing T2D (Diabetes Prevention Program Research Group et al. 2002). Nevertheless, a single-strategy lifestyle intervention is not always effective (Kelly et al. 2016). Additionally, efforts have been made to identify effective and safe drugs to manage pediatric obesity.
Metformin is an oral antihyperglycemic agent approved by the Food Drug Administration (FDA) to treat T2D in adults and children aged >10 years and considered a first-line agent in T2D by the European Medicines Agency (EMEA). Significant weight loss induced by metformin has been demonstrated in overweight/obese adult patients with/without T2D (Golay 2008), also a decrease in cardiovascular risk profile (De Jager et al. 2005; Škrha et al. 2007; Ersoy et al. 2008; Kelly et al. 2012) and in inflammatory biomarkers as well (De Jager et al. 2005; Škrha et al. 2007; Stocker et al. 2007; Ersoy et al. 2008; Alvim de Lima et al. 2009; Chakraborty et al. 2011; Esteghamati et al. 2012; Kelly et al. 2012).
Nevertheless, evidence regarding the effects of metformin in pediatric obesity is scarce. McDonagh et al. (McDonagh et al. 2014) examined the literature in obese children by a systematic review and meta-analysis. The authors concluded that the maximum reduction in body mass index (BMI) due to metformin compared to the effects of lifestyle interventions alone was in studies ranged from 6-12 months. Furthermore, metformin appears to improve the lipid profile in obese adolescents (Kay et al.
2001; Atabek & Pirgon 2008; Clarson et al. 2009). However, little is known about the effects of metformin on obesity-related complications such as cardiovascular risk and inflammation. Seven studies have evaluated the effects of metformin (1000-2000 mg/d for 3-6 months) on such conditions related to obesity in obese children and/or adolescents (Burgert et al. 2008; Clarson et al. 2009; Yanovski et al. 2011; Evia-Viscarra et al. 2012; Gómez-Díaz et al. 2012; Mauras et al. 2012; Kendall et al. 2013), obtaining some promising results. However, randomized clinical trials (RCTs) on this topic did not show a homogeneous distribution according to the pubertal stage. Puberty might exert as a potential modifier on the effect of metformin in childhood. Actually, a recent review highlights the usefulness of stratifying randomization by Tanner stage and sex to avoid large imbalances between groups in linear growth velocity and other factors associated with pubertal maturation that may affect changes in BMI (Kelly et al. 2016).
Hence, we designed an RCT to determine whether metformin would have an effect on reducing the BMI z-score and improving cardiovascular and inflammatory risk biomarkers in obese children and to assess whether that effect differed depending on pubertal stage and sex.
Study design The study was an intention to treat multicenter investigation, stratified by sex and pubertal status (40 prepubertal girls, 40 prepubertal boys, 40 pubertal girls, and 40 pubertal boys). Pubertal stage was determined according to Tanner criteria (Tanner & Whitehouse 1976). This randomized, double blind, placebo-controlled trial was homogeneously conducted at four Spanish Hospitals, as previously described (Pastor-Villaescusa et al. 2016). Children were randomly assigned to receive either metformin or placebo for six months. Details of the trial protocol and Ethics Committees have been previously published in Trials (Pastor-Villaescusa et al. 2016) (NºEudraCT: 2010-023061-21). The CONSORT statement (Consolidated Standards of Reporting Trials) has been considered in the report on study design and results, as well as in the abstract and flow diagram.
Methodology and participants The study subjects comprised 160 patients referred from the Pediatric Endocrinology Unit of the corresponding study centers (Pastor-Villaescusa et al. 2016). The inclusion criteria to participate in the RCT included a BMI above the 95th percentile adjusted for age and sex, and age 7–14 years. The data were collected in the pediatric outpatient clinics by dieticians. Data and samples were codified according to each center and subsequently centralized at the Institute of Nutrition and Food Technology “José Mataix” (INYTA) in Granada, Spain. The participants were assigned to metformin or placebo in accordance with a randomization schedule generated by the Pharmacy Service of the Virgen de las Nieves University Hospital in Granada, with M.A.S 100 version 2.1 software (Glaxo-Welcome, Madrid, Spain) by the Support Consortium to Biomedical Research Network (CAIBER). At each center, 50% of the children were assigned to each group. All research staff was blinded to both the treatment allocation during the time of the study and the data analysis. The patients were instructed to gradually increase their dosage by taking 50 mg twice daily for ten days, followed by 500 mg twice daily until the end of the intervention.
Both treatments were administered during meals. The participants attended an initial trial baseline visit, followed by two additional control visits at 2-month intervals, which comprised the assessment of blood pressure and a physical examination. To assess the safety and tolerance of metformin administration, the primary evaluation criteria were the absence of adverse effects, as previously reported (Pastor-Villaescusa et al. 2016).
Conclusion The onset of childhood obesity may begin very early in life. This fact clearly has important implications for future in the development of CVD in obese children and young people. There remains a need for better pharmacological strategies to reduce cardiovascular risk in this population. In the present RCT, prepubertal children showed decreased BMI z-score and improved other parameters related to obesity after following a metformin treatment for six months, but pubertal children did not.
