Μελέτη της ωφελιμότητας της λήψης κουερσετίνης (quercetin) σε διαβητικούς ασθενείς υπό αγωγή με αντιδιαβητικά δισκία: μία τυχαιοποιημένη προοπτική μελέτη δύο βραχιόνων (two –arm, prospective randomized control clinical trial) (interventional vs observation arm) στην Πρωτοβάθμια Φροντίδα Υγείας

Abstract

Introduction: Diabetes, a rapidly developing morbidity with high global prevalence, is associated with dysglycemia that often leads to complications. This major chronic metabolic disease, characterized as an age-related disease, necessitates effective interventions. Patients with type 2 diabetes mellitus (T2DM) often experience elevated levels of anxiety, impacting their quality of life and disease management. Quercetin, a bioactive flavonoid found in a variety of plant foods such as apples, berries, cabbage, and prickly pears, exhibits significant antioxidant and anti-inflammatory activity. It has garnered scientific interest due to its potential beneficial pleiotropic, therapeutic properties. Telomeres, the protective chromosomal ends, progressively shorten and are potentially involved in the pathogenesis of age-related diseases. In T2DM, telomere shortening may play a significant role, but the overall ‘picture’ remains limited. Considering these, we aimed to examine the potential benefit of quercetin on bioclinical measurements and health parameters, as well as its influence on telomere length (TL) dynamics in patients with T2DM.Methods: This prospective randomized controlled trial investigated the clinical utility of quercetin in patients with T2DM, enrolled as population of responsibility of the 4th TOMY (Local Health Unit) of Heraklion and receiving non-insulin antidiabetic treatment. One hundred participants were stratified by age and sex (1:1) and randomized to control (n = 50) or intervention (n = 50) groups. The control received standard care only, while the intervention received 500 mg of quercetin daily for 12 weeks, followed by an 8-week washout and a final consecutive 12-week supplementation period (total: 32 weeks), as adjunct to their usual care. Meetings were held at baseline, at an intermediate time point (3 months) and at the end of the study (8 months). To capture aspects of early efficacy and clinical safety of quercetin administration in patients with T2DM, an interim follow-up at 12 weeks was performed in a randomized subsample of patients and data from 38 patients were analyzed (intervention: 20, control: 18). All participants provided informed, signed consent for the collection of anthropometric measurements, vital signs, daily habits data, and PiKo-6 spirometric measurements. In addition, participants answered the Short Anxiety Screening Test (SAST) questionnaire and the 36-Item Short Form Health Survey (SF-36). As part of the main study, comprehensive health assessments, including blood tests, were carried out at baseline and completion. Quality of life and anxiety were assessed using the 36-item Short Form Health Survey (SF-36) and the Short Anxiety Screening Test (SAST-10). Data on possible adverse events were collected throughout the study, according to the CONSORT standard. Of the 88 patients completing the trial, 82 consented to blood sampling for TL measurements (baseline and study endpoint). Whole blood absolute TL measurements using quantitative polymerase chain reaction (qPCR) were conducted. Statistical analyses were performed to identify differences in the mean values of laboratory tests in the studied groups, univariate and multivariate regression to investigate the association of quercetin intake and markers of cellular aging. Results: The interim analysis included 38 participants (60% men and 40% women in the intervention group, 38.9% men and 61.1% women in the control group). In the treatment arm, the forced expiratory volume in the first second (FEV1) measured by PiKo-6 showed a Δ%- change for the intervention arm: +6.8% (INT), control (CON): -0.2% (p = 0.059), systolic arterial pressure; INT: -7.4%, CON: -3.7% (p = 0.117), waist circumference; INT: -1.5% CON: -0.7% (p=0.455) and night sleep, INT: +5.3%, CON: +1.4% (p = 0.926) were positively affected. The treatment group showed significant improvements in anxiety levels assessed by the Anxiety Symptom Scale (SAST, p = 0.026) and quality of life assessed by the SF-36 (p < 0.001). Regarding the main study, eighty-eight T2DM patients completed the trial. Compared to control, glycated hemoglobin (HbA1c) levels showed a significant decrease (Δ%-change: -4.0% vs. 0.1%, p = 0.011). Quercetin also significantly improved PiKo-6 measurements (FEV1: 5.6% vs −1.5%, p = 0.002), systolic blood pressure (−5.0% vs −0.2%, p = 0.029), night sleep (11.6% vs −7.3%, p < 0.001), stress levels (SAST-10) (−26.2% vs 3.3%, p < 0.001) and quality of life (SF- 36) (physical and mental dimension, p < 0.001). Quantitative polymerase chain reaction (qPCR) analysis of genomic DNA extracted from whole blood samples of the 82 patients revealed a statistically significant increase in mean telomere length in the intervention group, while telomere length in the control group decreased (+0.52 kb vs. -0.31 kb, p = 0.048). Quercetin supplementation was associated with a significant increase in mean TL (odds ratio ≥ 2.44; p < 0.05) with a strengthened association after full adjustment for potential confounders through multiple logistic regression analysis (odds ratio = 3.48; p = 0.026), suggesting it as a potentially promising supplementation option. Conclusions: Through the interim analysis, positive evidence already emerged for a pleiotropic effect of quercetin intake in patients with T2DM. Especially, anxiety reduction and quality of life improvement were detected, in just 12 weeks of administration and without adverse effects. The potential health benefits associated with quercetin administration in patients with T2DM captured by this study, as evidenced by its emerging potential to significantly increase the average telomere length of the intervention group, along with an anti-hyperglycemic (HbA1c), normotensive (systolic BP), and increased one-second expiratory airflow (FEV1) effect that emerged warrant further investigation. Our findings also posit that quercetin supplementation may increase night-time sleep duration and positively impact anxiety burden and quality of life (QoL). These findings create possibilities for targeting disease progression and improving patient outcomes, although future larger-scale, multi-center, placebo-controlled, dose–response assessment and blinded studies are needed for validation. Importantly, our work indirectly showcases how lifestyle choices might affect the progression of T2DM and underscores the value of implementing TL measurements into clinical assessments for T2DM populations. Overall, based on the current open-label study, quercetin as a complementary phytonutritive senotherapy appears to be a promising supplement for T2DM, providing lifestyle and care support alongside standard pharmacological regimens. Additional investigations with varying quercetin dosages and durations are needed to establish its therapeutic potential and optimal parameters for health improvement and to shed light on long-term effectiveness and safety of quercetin. Further research is needed to shift this potential from clinical utility and feasibility to interdisciplinary evidence and to confirm this finding, elucidating the underlying molecular mechanisms of quercetin. We report that quercetin, alongside standard pharmacological regimens, might propose an integrative care plan, as evidenced by its emerging potential to significantly increase the average telomere length of the intervention group.

Εισαγωγή: Ο διαβήτης, μια ταχέως αναπτυσσόμενη νοσηρότητα με υψηλό παγκόσμιο επιπολασμό, συνδέεται με δυσγλυκαιμία που συχνά οδηγεί σε επιπλοκές. Αυτή η χρόνια μεταβολική νόσος, που έχει χαρακτηριστεί ως σχετιζόμενη με την ηλικία ασθένεια, απαιτεί αποτελεσματικές παρεμβάσεις. Οι ασθενείς με σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2 (ΣΔ2) συχνά εμφανίζουν αυξημένα επίπεδα άγχους, που επηρεάζουν την ποιότητα ζωής τους και τη διαχείριση της νόσου. Η κουερσετίνη, ένα βιοενεργό φλαβονοειδές που βρίσκεται σε ποικιλία φυτικών τροφών, όπως μήλα, μούρα, λάχανο, φραγκόσυκα, εμφανίζει σημαντική αντιοξειδωτική και αντιφλεγμονώδη δράση και έχει κεντρίσει το επιστημονικό ενδιαφέρον λόγω των πιθανών ωφέλιμων πλειοτροπικών, θεραπευτικών της ιδιοτήτων. Τα τελομερή, τα προστατευτικά χρωμοσωμικά άκρα, μειώνονται προοδευτικά και πιθανώς εμπλέκονται στην παθογένεση ασθενειών που σχετίζονται με τη γήρανση. Στο ΣΔ2, η βράχυνση των τελομερών μπορεί να διαδραματίζει σημαντικό ρόλο, αλλά η συνολική «εικόνα» παραμένει περιορισμένη. Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω, στο πλαίσιο αυτής της μελέτης, διερευνήσαμε την πιθανή θετική επίδραση της κουερσετίνης στις βιοκλινικές μετρήσεις και στις παραμέτρους υγείας, ενώ επίσης στοχεύσαμε να εξετάσουμε εάν η κερσετίνη θα μπορούσε να επηρεάσει τη δυναμική του μήκους των τελομερών (ΜΤ) ασθενών με ΣΔ2.Μέθοδοι: Αυτή η προοπτική τυχαιοποιημένη ελεγχόμενη δοκιμή διερεύνησε την κλινική χρησιμότητα της κερκετίνης σε ασθενείς με ΣΔ2 που λάμβαναν αντιδιαβητική αγωγή εκτός ινσουλίνης και ήταν εγγεγραμμένοι ως πληθυσμός ευθύνης της 4ης ΤΟΜΥ (Τοπικής Μονάδας Υγείας) Ηρακλείου. Εκατό συμμετέχοντες στρωματοποιήθηκαν ανά ηλικία και φύλο (1:1) και τυχαιοποιήθηκαν σε ομάδες ελέγχου (n = 50) ή παρέμβασης (n = 50). Ο έλεγχος έλαβε μόνο την τυπική φροντίδα, ενώ η παρέμβαση έλαβε 500 mg κερσετίνης ημερησίως για 12 εβδομάδες, ακολουθούμενη από διακοπή 8 εβδομάδων και τελική διαδοχική περίοδο λήψης 12 εβδομάδων (σύνολο: 32 εβδομάδες), ως συμπλήρωμα στη συνήθη φροντίδα τους. Πραγματοποιήθηκαν συναντήσεις κατά την έναρξη, σε ενδιάμεσο χρονικό σημείο (3 μήνες) και τη λήξη της μελέτης (8 μήνες). Για την αποτύπωση πτυχών της πρώιμης αποτελεσματικότητας και της κλινικής ασφάλειας χορήγησης κερκετίνης σε ασθενείς με ΣΔ2, πραγματοποιήθηκε ενδιάμεση παρακολούθηση στις 12 εβδομάδες σε τυχαιοποιημένο υπο-δείγμα ασθενών και αναλύθηκαν δεδομένα από 38 ασθενείς (παρέμβαση: 20, έλεγχος: 18). Όλοι οι συμμετέχοντες παρείχαν ενήμερη ενυπόγραφη συγκατάθεση για τη συλλογή ανθρωπομετρικών μετρήσεων, ζωτικών σημείων, δεδομένων καθημερινών συνηθειών και σπιρομετρήσεων με PiKo-6. Επιπλέον, οι συμμετέχοντες απάντησαν στα ερωτηματολόγια Short Anxiety Screening Test (SAST) και 36-Item Short Form Health Survey (SF-36). Στο πλαίσιο της κύριας μελέτης, διεξήχθησαν αξιολογήσεις υγείας, συμπεριλαμβανομένων αναλύσεων αίματος, κατά την έναρξη και τον τερματισμό. Η ποιότητα ζωής και το άγχος αξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας το SF-36 και το SAST. Σε όλη τη διάρκεια της μελέτης συλλέγονταν στοιχεία σχετικά με πιθανές ανεπιθύμητες ενέργειες, σύμφωνα με το πρότυπο CONSORT. Από τους 88 ασθενείς που ολοκλήρωσαν τη δοκιμή, οι 82 συναίνεσαν στη δειγματοληψία αίματος (έναρξη και λήξη χορήγησης) για μετρήσεις ΜΤ. Διεξήχθησαν μετρήσεις απόλυτου ΜΤ ολικού αίματος χρησιμοποιώντας ποσοτική αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (qPCR). Πραγματοποιήθηκαν στατιστικές αναλύσεις για τον εντοπισμό διαφορών στις μέσες τιμές εργαστηριακών εξετάσεων στις υπό μελέτη ομάδες, μονοπαραγοντική και πολυπαραγοντική παλινδρόμηση για τη συνεκτίμηση του μήκους των τελομερών και των εργαστηριακών αναλύσεων και τη διερεύνηση της συσχέτισης της λήψης κουερσετίνης και των δεικτών κυτταρικής γήρανσης.Αποτελέσματα: Στην πρώιμη ανάλυση συμμετείχαν 38 συμμετέχοντες (60% άνδρες και 40% γυναίκες στην ομάδα παρέμβασης, 38,9% άνδρες και 61,1% γυναίκες στην ομάδα ελέγχου). Στο σκέλος θεραπείας, ο βίαια εκπνεόµενος όγκος στο πρώτο δευτερόλεπτο (FEV1) που μετρήθηκε με PiKo-6 κατέδειξε μεταβολή Δ% για το σκέλος παρέμβασης: +6,8%: παρέμβαση (INT); -0,2%: έλεγχος (CON); p = 0,059, η συστολική αρτηριακή πίεση; INT: -7,4%, CON: -3,7% (p = 0,117), η περίμετρος μέσης; INT: -1,5%, CON: -0,7% (p = 0,455) και o νυχτερινός ύπνος, INT: +5,3%, CON: +1,4% (p = 0,926), επηρεάστηκαν θετικά. Η ομάδα θεραπείας εμφάνισε σημαντικές βελτιώσεις στα επίπεδα άγχους που αξιολογήθηκαν από την κλίμακα συμπτωμάτων άγχους (SAST-10, p = 0,026) και την ποιότητα ζωής που αξιολογήθηκε από το SF-36 (p < 0,001). Αναφορικά με την κύρια μελέτη, ογδόντα οκτώ ασθενείς με ΣΔ2 ολοκλήρωσαν τη δοκιμή. Σε σύγκριση με τον έλεγχο, τα επίπεδα γλυκοζυλιωμένης αιμοσφαιρίνης (HbA1c) παρουσίασαν σημαντική μείωση (Δ%-μεταβολή: -4,0% έναντι 0,1%, p = 0,011). Η κερκετίνη βελτίωσε επίσης σημαντικά τις μετρήσεις PiKo-6 (FEV1: 5,6% έναντι −1,5%, p = 0,002), τη συστολική αρτηριακή πίεση (−5,0% έναντι −0,2%, p = 0,029), το νυχτερινό ύπνο (11,6% έναντι −7,3%, p < 0,001), τα επίπεδα άγχους (SAST) (−26,2% έναντι 3,3%, p < 0,001) και την ποιότητα ζωής (SF-36) (σωματική και πνευματική διάσταση, p < 0,001). Η ποσοτική αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (qPCR) του γονιδιωματικού DNA από εκχύλιση δειγμάτων ολικού αίματος των 82 ασθενών, αποκάλυψε στατιστικά σημαντική αύξηση του ΜΤ της ομάδας παρέμβασης, ενώ το ΜΤ στην ομάδα ελέγχου μειώθηκε (+0,52 kb έναντι -0,31 kb, p = 0,048). Η λήψη συμπληρώματος κερκετίνης συσχετίστηκε με σημαντική αύξηση στο μέσο ΜΤ (λόγος πιθανοτήτων ≥ 2,44, p < 0,05) με ενισχυμένη συσχέτιση μετά από πλήρη προσαρμογή για πιθανούς συγχυτές μέσω ανάλυσης πολλαπλής λογιστικής παλινδρόμησης (λόγος πιθανοτήτων = 3,48, p = 0,026), γεγονός που υποδηλώνει ότι αποτελεί μια δυνητικά πολλά υποσχόμενη επιλογή συμπληρώματος. Συμπεράσματα: Ήδη από την ενδιάμεση ανάλυση, αναδύθηκαν θετικά στοιχεία για την πλειοτροπική επίδραση της πρόσληψης κερκετίνης σε ασθενείς με ΣΔ2, ειδικά όσον αφορά στη μείωση του άγχους και τη βελτίωση της ποιότητας ζωής, σε μόλις 12 εβδομάδες χορήγησης και χωρίς ανεπιθύμητες ενέργειες. Τα οφέλη για την υγεία που πιθανώς σχετίζονται με τη χορήγηση κερκετίνης σε ασθενείς με ΣΔΤ2 τα οποία καταγράφηκαν από την παρούσα μελέτη, όπως αποδείχθηκε από την αναδυόμενη δυνατότητά της να αυξήσει σημαντικά το μέσο ΜΤ της ομάδας παρέμβασης, μαζί με την αντι-υπεργλυκαιμική (HbA1c), νορμοτασική (συστολική αρτηριακή πίεση) επίδραση και την αυξημένη εκπνεόμενη ροή αέρα στο πρώτο δευτερόλεπτο (FEV1) που εμφανίστηκαν, δικαιολογούν περαιτέρω διερεύνηση. Τα ευρήματά μας υποστηρίζουν επίσης ότι η λήψη κερκετίνης μπορεί να αυξήσει τη διάρκεια του νυχτερινού ύπνου και να επηρεάσει θετικά το άγχος και την ποιότητα ζωής. Τα ευρήματα αυτά δημιουργούν δυνατότητες για τη στόχευση της εξέλιξης της νόσου και τη βελτίωση των εκβάσεων των ασθενών, αν και για την επικύρωσή τους απαιτούνται μελλοντικές μελέτες σε μεγαλύτερη κλίμακα, πολυκεντρικές, ελεγχόμενες με εικονικό φάρμακο, με αξιολόγηση της σχέσης δόσης-απόκρισης και τυφλές μελέτες. Είναι σημαντικό ότι η μελέτη μας δείχνει έμμεσα πώς οι επιλογές του τρόπου ζωής μπορεί να επηρεάσουν την εξέλιξη του ΣΔ2 και υπογραμμίζει την αξία της ενσωμάτωσης των μετρήσεων ΜΤ στις κλινικές αξιολογήσεις για πληθυσμούς με ΣΔ2. Απαιτούνται πρόσθετες έρευνες με ποικίλη δοσολογία και διάρκεια λήψης κερκετίνης για να καθοριστεί το θεραπευτικό της δυναμικό και οι βέλτιστες παράμετροι για τη βελτίωση της υγείας, καθώς και για να διευκρινιστεί η μακροπρόθεσμη αποτελεσματικότητα και ασφάλεια λήψης. Συνολικά, με βάση την τρέχουσα μη-τυφλή μελέτη, η κερκετίνη ως συμπληρωματική φυτοθρεπτική γηραιοθεραπεία, φαίνεται να είναι ένα υποσχόμενο συμπλήρωμα για το ΣΔ2, παρέχοντας συμπληρωματική υποστήριξη στον τρόπο ζωής και φροντίδας, σε συνδυασμό με τα καθιερωμένα φαρμακευτικά πρωτόκολλα. Απαιτείται περαιτέρω έρευνα για τη μετατόπιση αυτής της δυνατότητας από την κλινική χρησιμότητα και σκοπιμότητα σε διεπιστημονικά στοιχεία και περαιτέρω μελέτες για την επιβεβαίωση αυτού του ευρήματος, διευκρινίζοντας τους υποκείμενους μοριακούς μηχανισμούς της κερκετίνης.