Vergleich einer neuen Messtechnik der Insulinresistenz durch Szintigraphie mit der Referenztechnik (GLUCIMAG2)

Gegenwärtig hat Diabetes mellitus Typ II epidemische Ausmaße in der Welt erreicht. Darüber hinaus ist die Vorhersage für das Jahr 2030 noch alarmierender. Insulinresistenz, gekennzeichnet durch eine verminderte zelluläre Insulinempfindlichkeit in insulinempfindlichen Organen, ist ein zentrales Merkmal des metabolischen Syndroms und ein Risikofaktor für Typ-2-Diabetes. Sein Auftreten kann der Diagnose eines echten Diabetes mehrere Jahre vorausgehen. Insulinresistenz führt zu einer verminderten Membrantranslokation von GLUT-4, der gesamte molekulare Mechanismus bleibt jedoch unklar. Derzeit gibt es kein einfaches Instrument zur Messung der Insulinresistenz. Die Goldstandardtechnik bleibt die hyperinsulinämische euglykämische Klemme. Die Komplexität und Länge dieser Technik machen sie jedoch für den routinemäßigen klinischen Einsatz ungeeignet. Viele Methoden oder Indizes wurden vorgeschlagen, um die Insulinresistenz beim Menschen zu bewerten, aber keine hat genügend Relevanz gezeigt, um in der klinischen Anwendung verwendet zu werden. Darüber hinaus konzentrieren sich all diese klinischen Messungen auf die Ganzkörper-Glukoseaufnahme, jedoch wäre ein genaues und bequemes Verfahren zur Messung der Insulinresistenz nach Organen interessant. Tatsächlich gibt es zunehmend Hinweise auf Insulinresistenz als primären ätiologischen Faktor bei der Entwicklung von nicht-ischämischer Herzinsuffizienz (HI), einem weiteren wachsenden Problem der öffentlichen Gesundheit.

Die nukleare Bildgebung bietet interessante Methoden zur Messung der Insulinresistenz unter Verwendung eines Positronen-Emissions-Tomographie (PET)-Tracers. Zwei Glucoseanaloga [18F]2-Fluor-2-desoxy-D-glucose (FDG) und [11Cl-30methyl-n-glucose (3-OMG) wurden verwendet, um die zelluläre Aufnahme von Glucose unter Verwendung von PET-Techniken für mehrere nicht-invasiv zu bewerten Organe wie Herz, Skelettmuskulatur, Blut-Hirn-Schranke und Leber. [18F] 2-Fluor-2-desoxy-D-glucose (FDG), das am häufigsten verwendete zur Untersuchung des Glukosestoffwechsels beim Menschen, ermöglicht die Abschätzung des Glukosetransports und seiner Phosphorylierung. Eine Reihe von kinetischen Modellierungsansätzen wurde für die Quantifizierung von Glukoseverwertungsraten unter Verwendung von FDG verwendet. FDG wird als native Glukose transportiert und phosphoryliert, aber die Berechnung der Glukoseaufnahme und des Metabolismus erfordert die Verwendung von Korrekturfaktoren für jeden Prozess, die zu einer zusammengefassten Konstante zusammengeführt werden. Die Hauptbeschränkung dieser Ansätze besteht darin, dass die Quantifizierung des Glukosestoffwechsels die Kenntnis der konzentrierten Konstante erfordert, eines Faktors, der das kinetische Verhalten von FDG mit natürlich vorkommender Glukose in Bezug auf die relative Affinität jedes Moleküls für den trans-sarkolemmalen Transporter und bezieht für Hexokinase. Leider variiert der Wert der konzentrierten Konstante beim Menschen unter verschiedenen physiologischen und pathophysiologischen Bedingungen, und die metabolische Bildgebung mit PET erfordert eine Standardisierung der metabolischen Bedingungen durch hyperinsulinämische euglykämische Klemme. 3-OMG scheint ein ideales Glucose-Analogon zu sein, um den Transmembrantransport zu untersuchen. Aufgrund der kurzen Halbwertszeit von 11C (t1/2 = 20 min) kann dieses Analogon jedoch nur in klinischen Einrichtungen in unmittelbarer Nähe eines Zyklotrons und mit Zugang zu PET-Geräten verwendet werden.

Gemäß diesem Wissen haben die Forscher eine Originalverbindung entwickelt, [123I] 6-Desoxy-6-Iod-D-Glucose (6DIG), als Tracer für den Glukosetransport, äquivalent zu 3-OMG, dem Referenz-Tracer. 6-DIG wurde zuvor genutzt, um IR in vivo zu messen, und die Forscher übertragen diese Messtechnik, die im Tierversuch perfekt validiert wurde, auf den Menschen. Zuvor haben sie über die erste Verwendung eines potenziellen Single-Photon-Emissions-Computertomographie (SPECT)-Tracers zur nicht-invasiven Untersuchung des basalen und insulinstimulierten Glukosetransports berichtet. In einer Phase I der Entwicklung verwenden sie eine neue Nuklearsonde mit einem jodierten Tracer des Glukosetransports für die klinische Anwendung und eine spezifische Bildverarbeitung, um die kardiale Insulinresistenz bei gesunden oder diabetischen Probanden zu beurteilen. Die Ergebnisse bei menschlichen Probanden zeigen, dass diese Technik in einem einfachen Verfahren schnell einen Insulinresistenzindex (Ratio-Szintigraphie-Messung des Glukosetransports im Herzen vor und nach der Infusion von Insulin) liefert, was neue Möglichkeiten für das Screening von Prädiabetikern eröffnet.