type 1 diabetisk knoglesamarbejdsundersøgelse (TONICS)

Metoder Projektet består af et tværsnits case-kontrol studie knoglehistologi, tæthed og styrke hos voksne T1D patienter og in vitro undersøgelser af knoglecellemetabolisme, herunder mitokondriel funktion i T1D.

Deltagerne 111 mandlige og kvindelige patienter i alderen 18-80 år med tidligt debuterende T1D (diagnosticeret før 18 års alderen) og 37 raske alders-, køn- og BMI-matchede kontrolpersoner. Af disse 24 tilfælde og 12 kontroller er nødvendige til undersøgelser af knoglebiopsier og knoglemarvsaspirater.

Undersøgelser Kliniske data fra digitale journaler, undersøgelse og interview: c-peptidniveauer, sygehistorie inklusive information om diabetesrelaterede komplikationer, frakturanamnese og samtidig medicinering.

Blodprøver: hæmoglobin A1c, ioniseret calcium (Ca2+), parathyreoideahormon (PTH), 25-hydroxycholecalciferol, hæmoglobulin, leukocytter, blodplader, kreatinin, estimeret glomerulær filtrationshastighed (eGFR), alkalisk fosfatase, alanintransaminase, international normaliseret, albumin (INR). Og muligvis c-peptid og T1D-relaterede antistoffer på T1D-personer, kan disse resultater ikke findes i lægejournalerne. Fastende serumniveauer af biokemiske markører for knogleresorption, knogledannelse og hæmning af knogledannelse: Tværbundet C-telopeptid af type I kollagen (CTX) Procollagen-1 N-terminalt peptid (P1NP), Sclerostin, fastende niveauer af cirkulerende miRNA'er rapporteret at være forbundet med knogleomsætning vil blive målt ved hjælp af kvantitativ PCR (qPCR) ved brug af et LightCycler 480 instrument (vil blive sendt til måling i Wien (Dr. M Hackl, TamiRNA, Wien, Østrig)).

For de deltagere, der har accepteret at få udført knoglebiopsi og marvaspirat, vil vi måle hæmoglobulin, blodplader, INR, aktiveret partiel tromboplastintid (APTT) 5 dage før biopsien. Fra disse forsøgspersoner vil vi også få fuldblod til: In vivo undersøgelser af monocytter (osteoklastogenese) og resorptionsassays.

Dual-energy X-ray Absorptiometry (DXA) scanning vil give BMD ved hofte og rygsøjle samt Trabecular Bone Score (TBS) og helkropsscanning for et mål for muskelmasse HR-pQCT ved den distale radius og tibia. vil opnå: Knoglegeometri, Volumetrisk BMD, Knoglemikroarkitektur, Knoglestyrke.

ved mikroindentation ved hjælp af OsteoProbe®, vil vi måle materialestyrkeindekset (BMSi), et mål for knoglens hårdhed og stivhed.

Knoglebiopsi: efter knoglemærkning med oral tetracyclin udføres en 8 mm trans iliaca knoglebiopsi. Knogleprøver vil blive indlejret i plast og brugt til

• Knoglehistomorfometri (strukturelle, statiske og dynamiske parametre)
• Micro Finite Element Analyse (styrkeanalyse)
• Ultrahøj opløsning målinger på osteocytter (antal, tæthed og forbindelser)
• Immunhistokemi og billeddannelse til koblingsfaktorer og genekspression. Kryosektioneret knoglevæv vil blive brugt til at udføre rumlig transkriptomi for at vurdere genaktiviteten i knoglespecifikke loci.

Et knoglemarvsaspirat på 10-15 ml vil blive sikret og brugt til at studere knogleceller:

• Flowcytometriske metoder til in vitro undersøgelser af mesenkymale stamceller (MSC'er) fra knoglemarvsaspirater: ekspression, differentiering og proliferation til osteoblaster (OB'er) og adipocytter.
• Monocytter fra perifert blod vil blive brugt til at studere osteoklastogenese og knogleresorptionsaktivitet
• In vitro undersøgelser og proteomik af knoglecellekommunikation i co-kulturer af OB'er og osteoklaster (OC'er).
• Enkeltcelle-RNA-sekventering vil blive udført for at demonstrere gensignaturer af MSC'er, OB'er og OC'er i T1D-patienter og kontroller.
• Bestemmelse af den metaboliske profil (ved hjælp af Seahorse Xfe96 Analyzer) og måling af glukoseoptagelse af MSC'er, OB'er og OC'er hos T1D-patienter og kontroller
• Billeddannelse af mitokondriel morfologi ved hjælp af MitoTracker.
• In situ hybridisering og immunhistokemi resultat

Forskelle mellem tidligt debuterende T1D-patienter og raske aldersmatchede kontroller i følgende parametre og forholdet mellem disse parametre hos T1D-patienter:

• KNOGLEFÆNOTYPE: Knogletæthed, geometri, arkitektur, histomorfometri, ultrahøj opløsningsmålinger på osteocytter og finite element analyse (FEA) - beregnet styrke opnået fra DXA-scanninger, HRpQCT-scanninger og fra knoglebiopsier i en undergruppe af forsøgspersonerne og knoglehårdhed ( Knoglescore), målt ved mikroindentation.
• KNOGLEMETABOLISME: Niveauer af hudAGE og niveauer af biokemiske knogleomsætningsmarkører og cirkulerende miRNA'er, der vides at være relateret til knogleomsætning, dynamiske mål fra knoglehistomorfometri. Immunhistokemi og billeddannelse på knoglebiopsier.

In vitro-analyser og andre undersøgelser af celler vil give resultater på knoglecelledifferentiering, proliferation og intercellulær kommunikation og kobling, knoglecellegensignaturer og metaboliske profiler.

• FORUDSIGNINGSVÆRDIER for pulsvariabilitet (Kan vurdering med Vagus(TM), hudautofluorescens (af AGE Reader fra Diagnoptics) og muskelmasse (ved DXA helkropsscanning) og - styrke (ved håndgrebsstyrke målt med dynamometer) Data vil opsummeres ved hjælp af oddsratio, trendanalyse og regressionsanalyse, justering for potentielle konfoundere. Studerendes t-test og Chi square test vil blive anvendt til test af gruppesammenligning. Statistiske analyser vil blive udført i Excel® og STATA®.

Kraftberegning Det samlede antal individer, der vil blive rekrutteret, er baseret på en tidligere undersøgelse af knoglestyrke hos T2D-patienter (samme metode), der viser knoglematerialestyrkeindeks (BMSi) på 78,2 (SD 7,5) i kontroller og 74, 6 (SD 7,6) hos T2D-patienter. Med 111 T1D-patienter og 37 kontroller vil undersøgelsens styrke være 80 % for at påvise en forskel i knoglestyrke på 4.

Antallet af deltagere, der er nødvendigt for studierne af cellemetabolisme, er baseret på en forventet forskel i basal respiration mellem grupper på 25 % ved brug af Seahorse ekstracellulære fluxanalysator. (Forskellen på 25 % svarer til den, der er observeret i en anden celletype hos T1D- og ikke-T1D-patienter i et igangværende studie ved Aarhus Universitet).

kildedata vil være tilgængelige på scannerne og som ved andre undersøgelser gemmes screenshots/billeder af resultatvinduer i den kodede database, hvor resultaterne også indtastes i hånden.

Der vil blive foretaget lokal overvågning. Standarddriftsprocedurer for undersøgelser følges af involverede klinikere og efterforskere.