Billeddannelse af traumatisk hjerneskademetabolisme ved hjælp af hyperpolariseret kulstof-13-pyruvat (HPTBI)

Mål 1:

Efterforskere vil kvantificere ændringer i [1-13C]lactat- og H13CO3-mærkning efter en bolusinjektion af hyperpolariseret [1-13C]pyruvat i tidsvinduet for sekundær skade for at vurdere opreguleret glykolyse. På grund af heterogen tilstedeværelse og sværhedsgraden af ​​skade ved TBI kan det være vanskeligt at definere den skadede hjerneregion. Derfor vil metabolitforholdskortene ([produkt]/[pyruvat]) for TBI-patienter (n = 5) blive sammenlignet med dem for raske kontroller (n = 3).

Hyperpolariseret [2-13C]pyruvat vil blive undersøgt i en separat gruppe af TBI-kohorter (n = 5) og raske kontroller (n = 3), og [5-13C]glutamat, [1-13C]acetyl-carnitin, [1 -13C]acetoacetat og [1-13C]citrat fra [2-13C]pyruvat vil blive kvantificeret for at vurdere den ændrede mitokondriemetabolisme. Billeddannelsesproceduren med [2-13C]pyruvat er den samme som billeddannelsen med hyperpolariseret [1-13C]pyruvat.

For både [1-13C]pyruvat- og [2-13C]pyruvat-undersøgelser vil hvert forsøgsperson blive afbildet to gange med et 45 minutters interval for at bekræfte metodernes reproducerbarhed og/eller gennemsnit for at forbedre signal-til-støj-forholdet for 13C- metabolitkort.

Mål 2:

Efter gennemførlighedsundersøgelsen (mål 1) er afsluttet, vil der blive udført en intra-subjekt sammenligningsundersøgelse af [1-13C]pyruvat og [2-13C]pyruvat. I lighed med målet1 vil patienter med post-TBI neurologiske lidelser med normale eller næsten normale CT-resultater (n = 6 patienter) samt normale hjerner af alder/kønsmatchende raske frivillige (n = 3) blive rekrutteret. Hver patient vil blive fotograferet to gange (en med [1-13C]pyruvat og en med [2-13C]pyruvat med et 45 minutters interval). PDH-aktivitet og TCA-cyklussen vil blive vurderet ud fra målt H13CO3- fra henholdsvis hyperpolariseret [1-13C]pyruvat og [5-13C]glutamat fra [2-13C]pyruvat. Sammenligningen af ​​[1-13C]pyruvat og [2-13C]pyruvat vil identificere den detaljerede information om, hvordan pyruvat (og omdannet acetyl-CoA) bruges i mitokondrierne, og vurdere anvendeligheden og nødvendigheden af ​​billeddannelse hyperpolariseret [2-13C] ]pyruvat i TBI, der leverer kritiske data til fremtidige tilskudsansøgninger og større kliniske forsøg.