Activación del tejido adiposo pardo y gasto de energía mediante la estimulación de capsinoides con imágenes trimodales utilizando 18-FDG-PET, resonancia magnética de fracción de grasa y termografía infrarroja (TACTICAL-II)

Ahora se sabe que los adultos humanos poseen grasa parda viable en cantidades que pueden ser críticas para el mantenimiento de una tasa metabólica basal (TMB) y un peso corporal normales, disipando el mito de que la BAT solo está presente durante la infancia para la termorregulación. Hay datos que sugieren que la obesidad se asocia con BAT insuficiente. Hasta ahora, la única metodología conocida y posiblemente "estándar de oro" de imágenes BAT en humanos es 18-FDG-PET. Sin embargo, las imágenes con 18-FDG-PET tienen importantes limitaciones, dada su restringida resolución espacial y su nivel no trivial de radiación ionizante (2,8 mSv). La Comisión Internacional para la Protección Radiológica recomienda que la exposición a la radiación del público en general no supere 1 mSv/año y 1,5 mSv/año de la radiación de fondo. Además, la 18-FDG-PET depende de la captación de glucosa por BAT que no mide directamente su actividad metabólica clave, a saber, la oxidación de ácidos grasos. Finalmente, las exploraciones PET son muy costosas. Esto hace que el estándar de oro actual esté lejos de ser ideal como herramienta de investigación para investigar la fisiología de BAT. Por lo tanto, el primer objetivo de este proyecto es desarrollar un método alternativo de obtención de imágenes BAT activadas que no se base en la radiación ionizante. Estamos interesados ​​en el avance de la termografía infrarroja (IR) como método para evaluar la actividad de BAT mediante el desarrollo de nuevos algoritmos de procesamiento de imágenes para la termografía IR. Gran parte de la literatura existente describe el uso de "temperatura promedio" en lugar del flujo de calor IR utilizando los principios físicos de transferencia de calor por radiación y termodinámica para cuantificar el calor de BAT. Además, las fotografías fijas digitales IR se emplearon principalmente en el pasado, mientras que ninguna ha informado sobre el análisis del flujo IR utilizando una secuencia de video que integre con mayor precisión la salida de energía térmica variable en el tiempo. Sin precisión en la captura y el procesamiento de los ricos datos IR, el valor de la termografía IR como herramienta para la investigación de BAT es limitado. Por lo tanto, es crucial convertir las imágenes IR en una lectura que refleje la salida de energía. Por lo tanto, desarrollaremos, validaremos y aplicaremos el procesamiento automático de imágenes IR con un software informático que pueda calcular de manera eficiente la activación de BAT. En esta propuesta también mejoraremos y validaremos la resonancia magnética anatómica de la fracción de grasa como una herramienta para evaluar los volúmenes de BAT en función del mayor contenido de agua en BAT en comparación con el de WAT. Se ha propuesto la obtención de imágenes de la fracción de grasa por resonancia magnética, pero no se ha realizado una validación adecuada debido a la dificultad de hacer coincidir los datos de PET y resonancia magnética en BAT. En lugar de usar agentes farmacológicos (p. agonistas de los receptores beta 3-adrenérgicos como mirabegron) que se pueden administrar para activar BAT en lugar del estímulo frío, emplearemos capsiate (es decir, capsinoides - análogos no picantes de la capsaicina en pimientos y chiles) que se ha demostrado que estimulan eficazmente el BAT en condiciones termoneutrales según lo confirmado por escáneres PET. Hemos realizado un estudio preliminar aprobado por la DSRB que demostró la eficacia de los capsinoides para estimular el BAT. Hay publicaciones que documentan el uso de MRI para distinguir BAT de WAT, cada una con sus ventajas y desventajas. En este estudio actual, realizaremos un estudio de prueba de concepto mediante la adquisición simultánea de MRI y 18-FDG-PET en un escáner MRI-PET de fusión de modalidad dual disponible en el Centro de Investigación de Imágenes Clínicas (CIRC) para obtener imágenes de BAT en humanos, y correlacione esto con la termografía IR de las regiones cervical y supraclavicular (SCR) y con la tasa metabólica medida con precisión en un calorímetro de cuerpo entero. La calorimetría de cuerpo entero es el verdadero estándar de oro para evaluar la actividad de BAT midiendo la termogénesis sin escalofríos. Hasta ahora, la IR se ha validado contra 18-FDG-PET en ratones y roedores, pero no se ha publicado una validación equivalente en humanos. Si se demuestra que la termografía IR es equivalente o superior a la imagenología 18-FDG-PET, establecerá un nuevo estándar de oro en la imagenología BAT que será de gran ayuda para el estudio de la biología BAT en humanos.