Validace 3-[11C]-OHB

Pozadí:

Ketolátky se skládají z 3-hydroxybutyrátu, acetoacetátu a acetonu. Jsou produkovány v játrech ve vysokém množství mastných kyselin a během půstu působí jako důležitý zdroj energie pro srdce, mozek a kosterní svalstvo. Produkce energie metabolismem ketonů je méně náročná na kyslík než metabolismus glukózy i mastných kyselin, a ketonové látky proto mohou být vysoce energeticky účinným substrátem. Jedinci rezistentní na inzulín, stejně jako lidé se srdečním onemocněním, mají potíže s využitím glukózy v srdci kvůli stavu rezistence na inzulín, a jsou proto závislí na jiných zdrojích energie, jako jsou volné mastné kyseliny a ketony. Vzhledem k tomu, že ketony jsou ve srovnání s mastnými kyselinami šetřící kyslík, mohou intervence, které zvyšují hladinu ketolátek, potenciálně snížit potřebu srdce na kyslík u pacientů se zúženými koronárními tepnami. To vedlo ke zvýšenému zaměření na potenciál ketolátek při léčbě řady onemocnění, včetně zejména kardiovaskulárních onemocnění.

Naše skupina ukázala, že ketolátky jsou účinně absorbovány srdcem i přes maximální stimulaci inzulínem a glukózou. Ve studii zdravé subjekty zvýšily hladinu cirkulujících ketolátek na přibližně 4 milimolární kontinuální infuzí ketonů, což vedlo k 50% snížení spotřeby glukózy v srdci. Vzhledem k tomu, že spotřeba volných mastných kyselin v experimentu byla nezměněna a celková práce srdce byla stejná, bylo tak až 50 % energetické spotřeby srdce pokryto ketolátkami. Kromě toho vysoké hladiny ketolátek vedly k výraznému zvýšení průtoku krve do srdce, což by mohlo potenciálně dále prospět pacientům se zúženými koronárními tepnami.

PET/CT je funkční a neinvazivní zobrazovací modalita, která je dobře zavedená v onkologickém stagingu a monitorování léčby. Technika je také vhodná pro neinvazivní sledování osudu metabolitů, protože většina substrátů nebo metabolitů může být značena vhodným izotopem PET. PET má dostatečné prostorové a časové rozlišení, aby umožnilo přímou kvantifikaci např. rychlosti vychytávání a oxidace a naše oddělení jej úspěšně používá k hodnocení srdeční účinnosti, spotřeby kyslíku a metabolismu mastných kyselin.

Účel Pomocí této studie chtějí vědci určit metabolismus ketolátek u zdravých jedinců a ověřit nově vyvinutý ketonový PET indikátor pro použití u lidí s názvem 3-[11C]-OHB. Předchozí studie provedené našimi a jinými skupinami byly schopny pouze nepřímo odhadnout příjem ketolátek do srdce. S 3-[11C]-OHB budou výzkumníci schopni přímo měřit tkáňově specifické vychytávání ketonů, a to jak po intravenózním, tak po perorálním podání.

Vyšetřovatelé použijí nejmodernější techniky PET/CT indikátoru a dobře zavedené modely pro odhad metabolismu ketonů (kinetiky) a radiační expozice indikátoru. Implementace traceru 11C-3-OHB v budoucnu umožní výzkumníkům příměji odhadnout vliv různých hladin ketolátek na funkce orgánů, v neposlední řadě na srdce.

V této studii vyšetřovatelé plánují konkrétně

• Prozkoumat biodistribuci a kinetiku indikátoru 3-[11C]-OHB
• Odhadnout radiační expozici 3-[11C]-OHB intravenózním a perorálním podáním indikátoru

Metody:

Šest zdravých lidí s nadváhou (BMI: 28-40 kg/m^2) ve věku 50-70 let podstoupí dva PET/CT skeny s 3-[11C]-OHB. Jeden sken bude proveden s injekcí 200 MBq indikátoru a druhý bude proveden s orálním požitím 100 MBq indikátoru. Po podání indikátoru budou provedeny dynamické PET skeny po celém těle, aby se změřila biodistribuce a radiační expozice indikátoru.