3-[11C]-OHB:n validointi

Tausta:

Ketonikappaleet koostuvat 3-hydroksibutyraatista, asetoasetaatista ja asetonista. Niitä tuotetaan maksassa korkeina rasvahappomäärinä, ja ne toimivat tärkeänä energialähteenä sydämelle, aivoille ja luustolihaksille paaston aikana. Ketoniaineenvaihdunnan energiantuotanto on vähemmän happiintensiivistä kuin sekä glukoosi- että rasvahappoaineenvaihdunta, ja ketoniaineet voivat siksi olla erittäin energiatehokas substraatti. Insuliiniresistenteillä ja sydänsairailla henkilöillä on vaikeuksia hyödyntää glukoosia sydämessä insuliiniresistenssin vuoksi ja siksi he ovat riippuvaisia ​​muista energialähteistä, kuten vapaista rasvahapoista ja ketoneista. Koska ketonit ovat happea säästäviä verrattuna rasvahappoihin, ketoainepitoisuutta lisäävät toimenpiteet voivat mahdollisesti vähentää sydämen hapentarvetta potilailla, joilla on kaventuneita sepelvaltimoita. Tämä on johtanut lisääntyneeseen keskittymiseen ketoaineiden potentiaaliin useiden sairauksien, mukaan lukien erityisesti sydän- ja verisuonitautien, hoidossa.

Ryhmämme on osoittanut, että ketoaineet imeytyvät tehokkaasti sydämeen huolimatta maksimaalisesta stimulaatiosta insuliinilla ja glukoosilla. Tutkimuksessa terveet koehenkilöt nostivat kiertävien ketoaineiden tason noin 4 millimolaariseksi jatkuvalla ketoni-infuusiolla, mikä johti 50 %:n laskuun sydämen glukoosin kulutuksessa. Koska vapaiden rasvahappojen kulutus kokeessa pysyi ennallaan ja sydämen kokonaistyö oli sama, ketokappaleet kattoivat jopa 50 % sydämen energiankulutuksesta. Lisäksi korkeat ketoaineiden tasot johtivat sydämen verenvirtauksen huomattavaan lisääntymiseen, mikä voisi mahdollisesti hyödyttää edelleen potilaita, joilla on ahtautuneet sepelvaltimot.

PET/CT on toimiva ja ei-invasiivinen kuvantamismenetelmä, joka on vakiintunut onkologisessa staging- ja hoidon seurannassa. Tekniikka soveltuu myös metaboliittien kohtalon seurantaan ei-invasiivisesti, koska useimmat substraatit tai metaboliitit voidaan leimata sopivalla PET-isotoopilla. PET:llä on riittävä spatiaalinen ja ajallinen resoluutio mahdollistamaan mm. otto- ja hapettumisnopeudet, ja osastomme on käyttänyt sitä menestyksekkäästi sydämen tehokkuuden, hapenkulutuksen ja rasvahappojen aineenvaihdunnan arvioimiseen.

Tarkoitus Tällä tutkimuksella tutkijat haluavat määrittää terveiden yksilöiden ketoaineiden aineenvaihdunnan ja validoida äskettäin kehitetyn ketonin PET-merkkiaineen käytettäväksi ihmisillä nimeltä 3-[11C]-OHB. Aiemmat tutkimuksemme, joita meidän ja muiden ryhmämme ovat tehneet, ovat pystyneet vain epäsuorasti arvioimaan ketoaineiden imeytymistä sydämeen. 3-[11C]-OHB:llä tutkijat pystyvät mittaamaan suoraan kudosspesifistä ketonien ottoa sekä suonensisäisen että oraalisen annon jälkeen.

Tutkijat soveltavat uusinta PET/CT-merkkitekniikkaa ja vakiintuneita malleja ketoniaineenvaihdunnan (kinetiikan) ja merkkiaineen säteilyaltistuksen arvioimiseen. 11C-3-OHB-merkkiaineen käyttöönotto tulevaisuudessa antaa tutkijoille mahdollisuuden suoremmin arvioida ketoaineiden eri tasojen vaikutusta elinten toimintoihin, etenkin sydämessä.

Tässä tutkimuksessa tutkijat suunnittelevat erityisesti

• Tutkia merkkiaineen 3-[11C]-OHB:n biologista jakautumista ja kinetiikkaa
• Arvioida 3-[11C]-OHB:n säteilyaltistus antamalla merkkiainetta suonensisäisesti ja suun kautta

Menetelmät:

Kuudelle terveelle ja ylipainoiselle (BMI: 28-40 kg/m^2), iältään 50-70 vuotta, tehdään kaksi PET/CT-skannausta 3-[11C]-OHB:llä. Yksi skannaus suoritetaan ruiskuttamalla 200 MBq merkkiainetta ja toinen suoritetaan siten, että koehenkilöt nauttivat suun kautta 100 MBq merkkiainetta. Merkkiaineen antamisen jälkeen koko keholle tehdään dynaamisia PET-skannauksia merkkiaineen biologisen jakautumisen ja säteilyaltistuksen mittaamiseksi.