Comprensión de los factores que influyen en la administración de nicotina de cigarrillos electrónicos a través de imágenes PET de receptores de acetilcolina nicotínicos beta-2

C.2 Inclusión de sujetos y evaluaciones Diseño general del estudio: Los fumadores que no hayan sido tratados previamente con EC o los usuarios de cigarrillos electrónicos (n=20) se abstendrán de fumar tabaco/productos de nicotina durante 5 días antes de cada exploración PET. En un orden aleatorio (contrabalanceado), después de la cuantificación inicial de la disponibilidad del receptor, los sujetos serán escaneados mientras usan un EC: (1) "JUUL" 5%, un EC de sal de nicotina no modificada común disponible comercialmente, y (2) JUUL 3%, un producto con menor concentración de nicotina. Se puede realizar un tercer escaneo opcional en el que los sujetos fuman un cigarrillo, pero no es obligatorio. Durante la exploración, los sujetos se someterán a mediciones del nivel de nicotina en sangre arterial después del uso de EC y se medirán las medidas de abstinencia de nicotina, ansia y efectos de la droga. Se requerirán de 5 a 7 días de abstinencia de fumar antes de cada exploración PET para garantizar que la nicotina residual no ocupe los receptores. Los sujetos volverán a fumar como de costumbre después de la primera exploración durante 2-3 semanas antes de la siguiente abstinencia de fumar/exploración PET. Los sujetos recibirán recursos para dejar de fumar cuando lo soliciten.

C.2.b Sujetos: Se reclutarán para el estudio veinte fumadores dependientes del tabaco o usuarios de cigarrillos electrónicos que no hayan sido tratados previamente con EC. Todos los sujetos de investigación serán reclutados bajo las pautas de la Junta de Revisión Institucional de la Universidad de Yale (Comité de Investigación Humana). Los fumadores serán reclutados de la comunidad a través de publicidad aprobada por el IRB. Después de completar el consentimiento informado, los sujetos se someterán a un examen psiquiátrico, físico y neurológico, pruebas de laboratorio y un electrocardiograma (EKG) (consulte C.2.c Evaluaciones clínicas a continuación). Esto se considera la fase de selección. Los sujetos serán excluidos por enfermedades médicas, neurológicas o psiquiátricas importantes, pruebas de laboratorio anormales o contraindicaciones para PET o RM. Una prueba de detección de drogas en orina y una prueba de embarazo se realizan en la selección y antes de cada sesión de imágenes y los participantes son excluidos por una prueba positiva. Los criterios detallados de inclusión/exclusión se pueden encontrar en la sección Protección de sujetos humanos. Todas las mujeres deberán tener una prueba de embarazo en orina negativa y todos los sujetos deberán tener una prueba toxicológica de drogas en orina negativa antes de la administración de la radiosonda.

C.2.c Evaluaciones clínicas: se administrará una batería estandarizada a todos los sujetos en el momento de la admisión, incluido el Cuestionario de salud, el SCID, evaluaciones demográficas, medidas de consumo de tabaco, consumo de alcohol y drogas, antecedentes familiares de tabaquismo, estado de ánimo (formularios cortos PROMIS para la depresión, la ansiedad y la ira), la Escala de Depresión del Centro de Estudios Epidemiológicos), la ansiedad (Inventario de Ansiedad Rasgo del Estado), la impulsividad (Breve - Escala de Impulsividad de Barratt), la dependencia del tabaquismo (escala de dependencia de la nicotina PROMIS), el ansia de fumar (Tiffany QSU) y la abstinencia (Escala de abstinencia de nicotina de Minnesota). Las evaluaciones del estado de ánimo y el tabaquismo se repetirán cada día de exploración antes y después del desafío. El gusto por el producto, las ansias y el Cuestionario de Efectos de Drogas (DEQ) se evaluarán en una escala subjetiva (0-100, bajo-alto) inmediatamente después del uso del producto. El DEQ medirá los efectos agudos que consisten en siete elementos: potencia de la droga, subidón, sentirse estimulado, efectos buenos, efectos malos, querer más drogas y gusto por las drogas.

Línea de base y después de cada prueba de exploración PET/e-cig:

• Cuestionario de Salud
• Grupo de elementos de gravedad de la disnea de PROMIS
• PROMIS Disnea Características
• Formulario corto de fatiga PROMIS
• Evaluación funcional de la terapia de enfermedades crónicas (FACIT) Ítem para la tos
• El cuestionario de salud titulado 'evaluación de problemas de salud' (y proporcionado como un archivo adjunto a través de un comentario en IRES) se agregará al protocolo y se completará en el momento de la admisión y antes de cada exposición. Tenga en cuenta que no se inscribirán sujetos potenciales con síntomas crónicos que podrían interferir con el seguimiento de las complicaciones del vapeo.

Los hallazgos positivos de un cambio en los síntomas o de un solo síntoma grave desencadenarían la remisión clínica a un médico tratante oa la sala de emergencias.

C.2.d Manejo de contingencias: Se ayudará a todos los fumadores/usuarios de cigarrillos electrónicos a permanecer abstinentes durante 5 a 7 días antes de cada tomografía por emisión de positrones con técnicas de manejo de contingencias altamente exitosas que se han utilizado ampliamente en el laboratorio anteriormente. Los sujetos volverán a fumar como de costumbre después de la primera exploración PET y repetirán la abstinencia de fumar antes de la próxima exploración PET. Esta técnica ha tenido éxito en el pasado para estudiar la ocupación de la nicotina de los receptores después de múltiples desafíos mediante el reclutamiento de fumadores que no buscan tratamiento. Los sujetos se reunirán diariamente durante el curso de la abstinencia para brindarles apoyo y obtener los niveles de CO y cotinina en la orina para garantizar la abstinencia de fumar. Los sujetos que no puedan abstenerse de fumar tabaco (2 días consecutivos sin una disminución en los niveles de cotinina en orina o un aumento repentino en los niveles de cotinina o CO en orina) serán retirados del estudio.

C.2.e - MRI/pruebas cognitivas Se les pedirá a los sujetos que vayan al MRRC en The Anlyan Center for Medical Research & Education (TAC, 300 Cedar Street) para hacerse una resonancia magnética (RMN) de su cerebro. El propósito de la resonancia magnética es ayudarnos a identificar las diferentes regiones de su cerebro en las tomografías PET.

La resonancia magnética es una forma rutinaria de obtener imágenes del interior del cuerpo. Se preguntará a los sujetos si llevan algún objeto metálico antes de que se muevan hacia el sistema de resonancia magnética. Estos objetos se mantendrán en un gabinete cerrado con llave en el Centro de MRI para evitar que estos objetos vuelen hacia el imán cuando se acerquen a él. También se les pedirá que pasen por un detector de metales. Se les pedirá que permanezcan quietos en el escáner de resonancia magnética durante unos 30 minutos. El escáner parece un túnel profundo. Estarán dentro del túnel de la cabeza a las rodillas. No podrán ver a través de él, pero podrán escucharnos y ser escuchados si desean decir algo. Oirán un ruido de tambores cuando la cámara esté tomando fotografías de su cerebro. Si se sienten incómodos durante el escaneo, el escaneo finalizará en el momento que lo deseen. Sin embargo, si no pueden completar la resonancia magnética, no podrán participar en más de estos estudios.

Pueden tener lugar dos sesiones de prueba de su memoria, atención y concentración. Esto tomará aproximadamente 1 hora en total. Se les dará un descanso entre estas sesiones. Esto puede tener lugar el mismo día que la resonancia magnética u otro día antes de las tomografías por emisión de positrones si eso funciona mejor con su horario y el del personal.

Durante esta visita, pueden jugar un juego de computadora llamado Face Game. El objetivo del Face Game es ganar la mayor cantidad de dinero posible. Pueden ganar dinero presionando rápida y correctamente una de las dos teclas del teclado, cada vez que ven una cara en la pantalla. Presionarán una tecla si creen que la boca en la cara es larga y la otra si creen que es corta.

Tarea presora del frío También se puede pedir a los sujetos que participen en la tarea presora del frío durante el estudio para probar la respuesta fisiológica del cuerpo al agua fría. Se le pedirá que sumerja su mano en un balde de agua helada mantenida a 0-4°C. Se les indicará que levanten la otra mano cuando comiencen a sentir dolor y que retiren la mano del agua cuando ya no puedan tolerar el dolor. Mientras su mano está sumergida en agua, también se le pedirá que califique su dolor en una escala de 0 a 100 y se controlará su frecuencia cardíaca y presión arterial.

Impulsividad Se puede pedir a los sujetos que jueguen un juego en el que usarán el mouse de una computadora para hacer clic en una bomba de globo que infla un globo en la pantalla. El objetivo de la tarea es conseguir la mayor cantidad de dinero posible evitando las explosiones de globos. Esta evaluación pone a prueba su impulsividad. También se les puede pedir que jueguen a este juego el día de su exploración PET.

C.3. Procedimientos de imágenes PET Los procedimientos PET se realizarán en el Centro PET de la Universidad de Yale. A las mujeres se les realizará una prueba de embarazo en orina antes del inicio de cualquier procedimiento de imagen. Si la prueba es positiva, las exploraciones se cancelarán. Los sujetos recibirán un mínimo de 2 y un máximo de 3 exploraciones PET. El tercer escaneo es opcional.

Exploraciones PET: antes de las exploraciones PET, se adquirirá una resonancia magnética ponderada en T1 para todos los sujetos en una cámara Siemens Trio de 3,0 Tesla para descartar anomalías cerebrales y como referencia anatómica en el análisis de imágenes.

Las exploraciones PET se adquieren mientras los sujetos yacen en decúbito supino sobre la cama del escáner. Se utilizarán catéteres venosos para la administración intravenosa de la radiosonda y, posiblemente, para la toma de muestras de sangre venosa adicional. Un médico experimentado insertará un catéter en la arteria radial antes de la exploración PET para extraer muestras de sangre arterial para el análisis de metabolitos y para la determinación de la fracción de radiactividad plasmática no unida a la proteína.

La infusión de la radiosonda tarda 210 minutos (3,5 horas). Los sujetos serán escaneados durante 2 horas (comenzando 90 minutos después del inicio de la infusión de la radiosonda).

[18F]NCFHEB se sintetizará y administrará en los días de exploración PET como un bolo más una infusión constante con un Kbol de 360 ​​minutos durante 3,5 horas. Los datos PET se adquirirán en el MCT. Se adquirirá una exploración de transmisión de 6 minutos al principio o al final de cada exploración PET para corregir la atenuación. Se tomarán muestras de sangre arterial para obtener una función de entrada de [18F]NCFHEB corregida por metabolitos. La disponibilidad inicial del receptor se medirá entre 90 y 120 minutos después de la infusión de la radiosonda. Luego, los sujetos comenzarán un desafío (NIDA EC o JUUL EC, orden contrapesada) a los 125 min durante 5 minutos en el escáner. A partir de entonces, la exploración posterior a la nicotina continuará hasta el final de las 4 horas de infusión. Se obtendrán signos vitales (presión arterial, pulso, respiración) y ECG antes y después de la administración de la radiosonda. Se seguirán los mismos procedimientos para la segunda exploración PET.

Uso de EC: los sujetos recibirán 2 escaneos diferentes y soplarán uno de los dos productos de EC (en orden aleatorio, contrabalanceados): "JUUL" 5 % (50 mg/ml), una sal de nicotina sin modificar disponible en el mercado, y (2 ) JUUL 3% (30 mg/ml), un producto con menor concentración de nicotina. Solo se utilizará sabor a tabaco. Se realizará una sesión de formación para familiarizar a los fumadores con el producto EC utilizado en el estudio en una cita previa a las exploraciones PET. Se aconsejará a los sujetos que tomen bocanadas más largas y más lentas del EC (al menos 3-4 segundos) en comparación con las bocanadas de un cigarrillo. Durante cada exploración, se indicará a los sujetos que soplen el EC durante un máximo de 5 minutos. Todos los usuarios serán observados directamente durante el uso de EC para garantizar que no tengan problemas para operar el dispositivo. Si está disponible, se puede usar una boquilla para medir la topografía de la bocanada como se describió anteriormente.

Uso de cigarrillos regulares: se puede ofrecer una tercera tomografía por emisión de positrones con un cigarrillo regular para los fumadores de cigarrillos, pero no es un requisito para completar el estudio.

Muestras de sangre: En los días de tomografía por emisión de positrones, se recolectarán muestras de sangre arterial antes de la administración de la radiosonda y en múltiples puntos de tiempo (t = 0, 0,3, 1, 3, 5, 10, 20, 30, 60, 90 minutos después del desafío) después CE/uso de cigarrillos para determinar las concentraciones de nicotina en la sangre, que se analizarán mediante cromatografía líquida de espectrometría de masas en tándem con estándares internos deuterados.47 Estos datos se utilizarán para calcular los patrones farmacocinéticos de suministro de nicotina en cada condición (Cmax, Tmax y AUC para la nicotina).

Análisis de imágenes y medición de resultados: los datos de PET en modo de lista se reconstruirán con OSEM con correcciones integradas para atenuación, normalización, dispersión, aleatoriedad, tiempo muerto y movimiento del sujeto.53,54 Después de la reconstrucción de la imagen, se registrará una imagen resumida en la resonancia magnética del sujeto. Las regiones de interés (ROI) se definirán anatómicamente mediante una plantilla [Etiquetado automático anatómico (AAL)] corregistrada en la imagen de resonancia magnética del sujeto. Las regiones de interés utilizadas para el cálculo de la ocupación de los receptores serán: cerebelo, cortezas frontal, parietal, temporal y occipital, caudado, putamen, hipocampo y amígdala. Estas regiones se eligen porque se examinaron previamente en estudios de β2*-nAChR, tienen una densidad significativa en el cerebro humano y son relevantes para las propiedades de ansia y abstinencia de la nicotina. El tálamo no se incluirá porque no se alcanza el equilibrio en esta región con el paradigma de infusión en bolo. El volumen de distribución VT se estimará utilizando la relación de equilibrio entre la concentración de radiactividad total en el tejido y la concentración original en el plasma arterial. El VT inicial se estimará entre 90 y 120 minutos después del inicio de la infusión, que previamente se demostró que establece un buen equilibrio en el cerebro. Los datos preliminares previos muestran que esta es una cantidad de tiempo suficiente para lograr un nuevo estado estacionario. La ocupación del receptor y el VND se estimarán mediante el método de gráfico de Lassen.