Jodi-129-merkkiainemenetelmä ihmisen jodiaineenvaihdunnan tutkimiseksi

Kokeellinen suunnittelu. Tämän pilottikokeen kokeellinen suunnittelu ennakoi fysiologisen suun kautta annettavan 12 µg:n annoksen 129I:tä (merkkiaine) terveille aikuisille yhdistettynä merkkiainepitoisuuden kvantitatiiviseen mittaukseen plasma-, virtsa- ja ulostenäytteistä, jotka on kerätty ennen merkkiaineen antamista ja sen jälkeen. . Yksittäinen 12 µg 129I:n annos vastaa 78,5 Bq:n aktiivisuustasoa ja aikuisilla noin 0,16 mSv:n altistumista kilpirauhaselle kohde-elimelle. Perustason plasmanäyte kerätään juuri ennen merkkiaineen antamista (-5 min) ja seurantanäytteet otetaan 15, 30, 45, 60 ja 90 minuuttia sekä 2, 4, 8, 24, 48 minuuttia. , 72 ja 96 tuntia merkkiaineen annon jälkeen. Täydellinen virtsa kerätään 8 päivän aikana: perusnäytteet 1 päivä ennen merkkiaineannosta (päivä 3) ja seurantanäytteet 7 päivää sen jälkeen (päivään 10 asti). Samoin täydellinen ulostekeräys tehdään merkkiaineannosta edeltävänä päivänä (päivä 3) sekä seuraavana 3 päivänä (6. päivään asti). Päivinä 20 ja 40 (seuranta) verinäytteiden otto ja virtsan pistekeräys toistetaan huuhtoutuneen ajan tarkistamiseksi. Lähtötilanteen näytteitä käytetään annon jälkeisten näytteiden perusviivakorjaukseen. Tämän pilottikokeen vasteen vaihtelun minimoimiseksi osallistujat nauttivat standardoitua ruokavaliota kokeilun 6 ensimmäisen päivän aikana ja pitävät ruokapäiväkirjaa kokeen viimeisen 4 päivän aikana. Sopivan valmistuksen jälkeen plasma-, virtsa- ja ulostenäytteet analysoidaan merkkiaineen kvantifiointia varten (129I-massan määritys 127I-massasta; 127I on luonnossa esiintyvä jodi). Näistä tiedoista rakennamme farmakokineettiset käyrät merkkiaineen esiintymisestä ja puhdistumasta veressä, virtsassa ja ulosteessa ja johdamme ihmisen jodin imeytymisen, pidättymisen ja erittymisen nopeudet ja ajoitukset. Lisäksi jodispesiaatio suoritetaan käyttäen kromatografiamenetelmään perustuvaa jodispesiaatiota yhdistettynä ICP-MS:ään jodilajien suoraa massan kvantifiointia varten plasman epäorgaanisena jodina (PII) ja proteiiniin sitoutuneena jodina (PBI). Tämä antaa lisätietoa metaboloituneen ja metaboloitumattoman 129I:n erillisestä farmakokinetiikasta. Koska kilpirauhasen otto määrää jäljelle jäävän merkkiaineen osuuden, osallistujien kilpirauhasen toiminnan luonnehdinta on tärkeää, jotta voidaan valvoa koehenkilöidemme lasketun retention mahdollisia vaihteluita, ja tyreoglobuliini ja kilpirauhashormonit kokoveressä arvioida.

Analyysimenetelmät. Merkkiainepitoisuus plasmassa, virtsassa ja ulosteessa mitataan korkearesoluutioisella monikerääjällä ICP-MS:llä isotooppilaimennusanalyysillä (IDA) käyttäen telluurin sisäistä standardia näytteen pilkkomisen jälkeen laboratoriossamme äskettäin kehitetyn menetelmän mukaisesti [Dold et al, Kilpirauhanen 2015]. Plasman 129I:n lisäspesifikaatiota varten analyysi suoritetaan käyttämällä ionikromatografiaa ICP-MS-analyysiä (IC-ICP-MS) liittovaltion elintarviketurvallisuus- ja eläinlääkintätoimistossa, Sveitsissä. Virtsan jodipitoisuus mitataan Sandell-Kolthoff-reaktion avulla [Pino et ai, Clin Chem 1996, 42:239-243] laboratoriossamme. Tyreoglobuliini arvioidaan käyttämällä ELISA-kuivattua veripistemenetelmää, joka on äskettäin kehitetty laboratoriossamme [Stinca et al, Thyroid 2015, 25:1297-1305]. Kilpirauhashormonit mitataan Zürichin yliopistollisessa sairaalassa Sveitsissä DELFIA-menetelmällä (dissosiaatiotehostettu lantanidifluoresoiva immunomääritys). Standardoidun ruokavalion jodipitoisuus mitataan laboratoriossamme ICP-MS-analyysillä ja ruokapäiväkirjojen tiedot arvioidaan ravitsemusohjelmistolla EBIS-Pro (Hohenheimin yliopisto).

Tietojen analysointi ja arviointi. Tämän pilottikokeen tuottamia tietoja käytetään farmakokineettisten käyrien muodostamiseen merkkiaineen esiintymisestä ja puhdistumasta kerätyissä näytteissä (kokonaisplasma, plasman PII-fraktio, plasman PBI-fraktio, virtsa, ulosteet). Käyrät muodostetaan sovittamalla LOESS-moniregressiomalli, ei-parametrinen paikallisesti painotettu sirontadiagrammi, joka tasoittaa merkkiainepitoisuuden näytteissä ajan funktiona, ja tarjoaa epävarmuusalueen, joka edustaa visuaalisesti merkkiaineen farmakokineettisiä malleja ja vasteen vaihtelua. Merkkiaineen kineettisten kuvioiden arviointia varten luomme klassisia farmakokineettisiä mallinnusparametreja, mukaan lukien merkkiaineen enimmäispitoisuus (cmax), aika maksimimerkkiainepitoisuudessa (Tmax), eliminaationopeusvakio (ke), absorptionopeusvakio (ka) ja pinta-alan alla. käyrä (AUC) käyttämällä simulaatioanalyysi- ja mallinnusohjelmistoa SAAM II (University of Washington). Merkkiaineen kokonaisretentio lasketaan merkkiaineen kokonaissaannista - erittyneen merkkiaineen kokonaismääränä (AUCuriine + AUCstool). Merkkiaineen kokonaisabsorptio lasketaan merkkiaineen kokonaissaannista – merkkiaineen kokonaisulkonäkö plasman epäorgaanisena jodina (AUCPII). Menetelmien optimointi tämän menetelmän rutiinikäyttöä varten sisältää pääasiassa vähimmäisvaatimusten määrittelyn näytteen spesifiselle näytteenottokestolle (päivien lukumäärä) merkkiaineannoksen annon jälkeen. Tämä arvioidaan käyttämällä ROC-käyriä.

Odotettu tuotos ja merkitys / odotettu vaikutus. Tämä tutkimus on ensimmäinen, joka käyttää 129I:tä biologisena merkkiaineena ihmisillä. Kun tämä uusi menetelmä on kehitetty, sen saatavuus tarjoaisi ainutlaatuisen työkalun useiden ihmisen jodiaineenvaihduntaan ja kilpirauhasen toimintaan liittyvien avainongelmien ratkaisemiseen. Näitä ovat tärkeiden elämänvaiheiden jodintarpeen tarkka määrittely, jodinpuutteen aikana jodin imeytymisen mahdollisen noususäätelyn selvitys, kilpirauhasen jodin otto ja jodin vaihtuvuus vaihtelevissa joditasoissa, istukan ja äidinmaidon jodin siirtymisen arviointi sekä jodin biologisen hyötyosuuden arviointi eri elintarvikkeista. Näin ollen tällä hankkeella voi olla merkittäviä pitkän aikavälin vaikutuksia jodin ja kilpirauhasen alalla.