Jod-129-sporstofmetode til undersøgelse af menneskelig jodmetabolisme

Eksperimentelt design. Det eksperimentelle design af dette pilotforsøg forudser administration af en fysiologisk oral dosis på 12 µg 129I (sporstoffet) til raske voksne kombineret med kvantitativ måling af sporstofkoncentrationen i plasma-, urin- og afføringsprøver indsamlet før og efter indgivelse af sporstof. . En enkelt dosis på 12 µg 129I svarer til et aktivitetsniveau på 78,5 Bq og en eksponering hos voksne på ca. 0,16 mSv for skjoldbruskkirtlen som målorgan. Baseline plasmaprøve vil blive opsamlet lige før administration af sporstoffet (-5 min), og opfølgende prøver vil blive indsamlet 15, 30, 45, 60 og 90 min, samt 2, 4, 8, 24, 48 , 72 og 96 timer efter indgivelse af sporstof. Fuldstændig urin vil blive opsamlet over en periode på 8 dage: baselineprøver 1 dag før sporstofdosis (dag 3) og opfølgningsprøver 7 dage derefter (indtil dag 10). Tilsvarende vil fuldstændig afføring ske dagen før dosis af sporstof (dag 3) samt de 3 efterfølgende dage (indtil dag 6). På dag 20 og 40 (opfølgninger) vil blodprøvetagning og pleturinopsamling blive gentaget for at verificere udvaskningsperioden. Baseline prøver vil blive brugt til baseline-korrektion af post-administration prøver. For at minimere variabiliteten i svaret med henblik på dette pilotforsøg vil deltagerne indtage en standardiseret diæt i løbet af de første 6 dage af forsøget og føre en maddagbog i løbet af de sidste 4 dage af forsøget. Efter passende forberedelse vil plasma-, urin- og afføringsprøver blive analyseret for sporstofkvantificering (bestemmelse af 129I masse på 127I masse; 127I er det naturligt forekommende jod). Ud fra disse data vil vi konstruere farmakokinetiske kurver for sporstoffers udseende og clearance i blod, urin og afføring, og vi vil udlede hastigheder og timing af human jodabsorption, -retention og -udskillelse. Derudover vil jodspeciering blive udført ved hjælp af jodspeciering baseret på en kromatografimetode koblet med ICP-MS til direkte massekvantificering af jodarter som plasma uorganisk jod (PII) og proteinbundet jod (PBI). Dette vil give et yderligere niveau af information om separat farmakokinetik af metaboliseret og ikke metaboliseret 129I. Fordi optagelse i skjoldbruskkirtlen vil være en bestemmende faktor for den del af sporstoffet, der tilbageholdes, er karakteriseringen af ​​deltagernes skjoldbruskkirtelfunktion vigtig at kontrollere for potentiel variation af beregnet retention hos vores forsøgspersoner, og thyroglobulin og thyreoideahormoner i fuldblod vil blive vurderet.

Analysemetoder. Sporkoncentrationen i plasma, urin og afføring vil blive målt med en højopløsnings multikollektor ICP-MS med isotopfortyndingsanalyse (IDA) ved hjælp af en intern tellurstandard efter prøvefordøjelse i henhold til en metode, der for nylig er udviklet i vores laboratorium [Dold et al. Skjoldbruskkirtel 2015]. For den yderligere speciering af 129I i plasma vil analyse blive udført ved hjælp af ionkromatografi ICP-MS-analyse (IC-ICP-MS) hos Federal Food Safety and Veterinary Office, Schweiz. Jodkoncentrationen i urinen vil blive målt ved hjælp af Sandell-Kolthoff-reaktionen [Pino et al., Clin Chem 1996, 42:239-243] i vores laboratorium. Thyroglobulin vil blive vurderet ved hjælp af en ELISA-metode med tørret blodplet, som for nylig er udviklet i vores laboratorium [Stinca et al, Thyroid 2015, 25:1297-1305]. Skjoldbruskkirtelhormoner vil blive målt af universitetshospitalet i Zürich, Schweiz, ved hjælp af en DELFIA-metode (dissociationsforstærket lanthanid fluorescerende immunoassay). Jodindholdet i den standardiserede kost vil blive målt i vores laboratorium ved hjælp af ICP-MS-analyse, og data fra fødevaredagbøgerne vil blive evalueret ved hjælp af ernæringssoftwaren EBIS-Pro (University of Hohenheim).

Dataanalyse og evaluering. Dataene genereret af dette pilotforsøg vil blive brugt til at konstruere farmakokinetiske kurver for sporstoffers udseende og clearance i de indsamlede prøver (total plasma, plasma PII-fraktion, plasma PBI-fraktion, urin, afføring). Kurver vil blive konstrueret ved at tilpasse en LOESS multipel regressionsmodel, et ikke-parametrisk lokalt vægtet spredningsplot-udjævning af sporstofkoncentration i prøver som funktion af tid, og give et usikkerhedsområde til visuelt at repræsentere sporstoffets farmakokinetiske mønstre og variabilitet af respons. Til evaluering af kinetiske spormønstre vil vi generere klassiske farmakokinetiske modelleringsparametre, herunder maksimal sporstofkoncentration (cmax), tid ved maksimal sporstofkoncentration (Tmax), eliminationshastighedskonstant (ke), absorptionshastighedskonstant (ka) og areal under kurve (AUC), ved at bruge simuleringsanalyse- og modelleringssoftwaren SAAM II (University of Washington). Total sporstofretention vil blive beregnet som total sporstofindtagelse - totalt udskilt sporstof (AUCurine + AUC afføring). Total sporstofabsorption vil blive beregnet som total sporstofindtag - total sporstofoptagelse som plasma uorganisk jod (AUCPII). Optimeringen af ​​procedurer for rutinemæssig anvendelse af denne metode vil hovedsageligt omfatte definitionen af ​​minimale krav til prøvens specifikke prøveudtagningsvarighed (antal dage) efter indgivelsen af ​​sporstofdosis. Dette vil blive vurderet ved at bruge ROC-kurver.

Forventet output og betydning/forventet effekt. Denne undersøgelse vil være den første til at bruge 129I som et biologisk sporstof hos mennesker. Når først den er udviklet, vil tilgængeligheden af ​​denne nye metode give et unikt værktøj til at løse flere nøgleproblemer med hensyn til menneskelig jodmetabolisme og skjoldbruskkirtelfunktion. Disse omfatter den præcise definition af jodbehovet for vigtige livsstadier, undersøgelse af potentiel opregulering af jodoptagelsen ved jodmangel, skjoldbruskkirtlens optagelse og omsætning af jod i varierende jodstatus, vurdering af moderkage- og modermælks jodoverførsel, samt vurdering af jods biotilgængelighed fra forskellige fødevarer. Dette projekt kan således have en betydelig langsigtet effekt inden for jod og skjoldbruskkirtel.