Metodo del tracciante iodio-129 per lo studio del metabolismo dello iodio umano

Design sperimentale. Il disegno sperimentale di questo studio pilota prevede la somministrazione di una dose orale fisiologica di 12 µg di 129I (il tracciante) in adulti sani unita alla misurazione quantitativa della concentrazione del tracciante in campioni di plasma, urina e feci raccolti prima e dopo la somministrazione del tracciante . Una singola dose di 12 µg 129I corrisponde a un livello di attività di 78,5 Bq e un'esposizione negli adulti di circa 0,16 mSv per la tiroide come organo bersaglio. Il campione di plasma al basale verrà raccolto appena prima della somministrazione del tracciante (-5 min) e i campioni di follow-up verranno raccolti 15, 30, 45, 60 e 90 min, nonché 2, 4, 8, 24, 48 , 72 e 96 ore dopo la somministrazione del tracciante. L'urina completa verrà raccolta per un periodo di 8 giorni: campioni di base 1 giorno prima della dose del tracciante (giorno 3) e campioni di follow-up 7 giorni dopo (fino al giorno 10). Allo stesso modo, la raccolta completa delle feci verrà effettuata il giorno prima della dose del tracciante (giorno 3) e nei 3 giorni successivi (fino al giorno 6). Al giorno 20 e 40 (follow-up), il prelievo di sangue e la raccolta delle urine verranno ripetuti per verificare il periodo di lavaggio. I campioni basali verranno utilizzati per la correzione basale dei campioni post-somministrazione. Al fine di ridurre al minimo la variabilità nella risposta ai fini di questa sperimentazione pilota, i partecipanti consumeranno una dieta standardizzata durante i primi 6 giorni della sperimentazione e terranno un diario alimentare durante gli ultimi 4 giorni della sperimentazione. Dopo un'adeguata preparazione, i campioni di plasma, urina e feci saranno analizzati per la quantificazione del tracciante (determinazione della massa di 129I su massa di 127I; 127I essendo lo iodio presente in natura). Da questi dati, costruiremo curve farmacocinetiche dell'aspetto e della clearance del tracciante nel sangue, nelle urine e nelle feci e ricaveremo velocità e tempi di assorbimento, ritenzione ed escrezione di iodio umano. Inoltre, la speciazione dello iodio verrà eseguita utilizzando la speciazione dello iodio basata su un metodo cromatografico accoppiato con ICP-MS per la quantificazione diretta della massa delle specie di iodio come iodio inorganico plasmatico (PII) e iodio legato alle proteine ​​(PBI). Ciò fornirà un ulteriore livello di informazioni sulla farmacocinetica separata del 129I metabolizzato e non metabolizzato. Poiché l'assorbimento da parte della tiroide sarà un determinante della frazione del tracciante che viene trattenuta, la caratterizzazione della funzione tiroidea dei partecipanti è importante per controllare la potenziale variazione della ritenzione calcolata nei nostri soggetti, e la tireoglobulina e gli ormoni tiroidei nel sangue intero lo faranno essere valutato.

Metodi di analisi. La concentrazione del tracciante nel plasma, nelle urine e nelle feci sarà misurata mediante un ICP-MS multi collettore ad alta risoluzione con analisi della diluizione isotopica (IDA) utilizzando uno standard interno di tellurio dopo la digestione del campione secondo un metodo recentemente sviluppato nel nostro laboratorio [Dold et al, Tiroide 2015]. Per l'ulteriore speciazione di 129I nel plasma, l'analisi verrà eseguita utilizzando l'analisi ICP-MS della cromatografia ionica (IC-ICP-MS) presso l'Ufficio federale per la sicurezza alimentare e veterinaria, Svizzera. La concentrazione di iodio urinario sarà misurata mediante la reazione di Sandell-Kolthoff [Pino et al, Clin Chem 1996, 42:239-243] nel nostro laboratorio. La tireoglobulina sarà valutata utilizzando un metodo ELISA a macchia di sangue essiccato recentemente sviluppato nel nostro laboratorio [Stinca et al, Thyroid 2015, 25:1297-1305]. Gli ormoni tiroidei saranno misurati dall'ospedale universitario di Zurigo, in Svizzera, utilizzando un metodo DELFIA (saggio immunologico fluorescente dei lantanidi potenziato dalla dissociazione). Il contenuto di iodio nella dieta standardizzata sarà misurato nel nostro laboratorio mediante analisi ICP-MS e i dati dei diari alimentari saranno valutati utilizzando il software nutrizionale EBIS-Pro (Università di Hohenheim).

Analisi e valutazione dei dati. I dati generati da questa sperimentazione pilota saranno utilizzati per costruire curve farmacocinetiche dell'aspetto e della clearance del tracciante nei campioni raccolti (plasma totale, frazione PII plasmatica, frazione PBI plasmatica, urine, feci). Le curve saranno costruite adattando un modello di regressione multipla LOESS, un grafico a dispersione pesato localmente non parametrico che attenua la concentrazione del tracciante nei campioni in funzione del tempo e fornisce un intervallo di incertezza per rappresentare visivamente i modelli farmacocinetici del tracciante e la variabilità della risposta. Per la valutazione dei modelli cinetici del tracciante genereremo i classici parametri di modellazione farmacocinetica, tra cui la massima concentrazione del tracciante (cmax), il tempo alla massima concentrazione del tracciante (Tmax), la costante di velocità di eliminazione (ke), la costante di velocità di assorbimento (ka) e l'area sotto il curva (AUC), utilizzando il software di analisi di simulazione e modellazione SAAM II (Università di Washington). La ritenzione totale del tracciante sarà calcolata come assunzione totale del tracciante - tracciante totale escreto (AUCurine + AUCstool). L'assorbimento totale del tracciante sarà calcolato come assunzione totale del tracciante - aspetto totale del tracciante come iodio inorganico plasmatico (AUCPII). L'ottimizzazione delle procedure per l'applicazione di routine di questo metodo includerà principalmente la definizione dei requisiti minimi della durata specifica del campionamento del campione (numero di giorni) dopo la somministrazione della dose di tracciante. Questo sarà valutato utilizzando le curve ROC.

Risultato atteso e significato/impatto previsto. Questo studio sarà il primo a utilizzare 129I come tracciante biologico negli esseri umani. Una volta sviluppato, la disponibilità di questo nuovo metodo fornirebbe uno strumento unico per affrontare diversi problemi chiave per quanto riguarda il metabolismo dello iodio umano e la funzione tiroidea. Questi includono la definizione precisa del fabbisogno di iodio per importanti stadi di vita, l'indagine sulla potenziale sovraregolazione dell'assorbimento di iodio durante la carenza di iodio, l'assorbimento della tiroide e il turnover dello iodio in condizioni di iodio variabili, la valutazione del trasferimento di iodio nel latte materno e placentare, nonché la valutazione della biodisponibilità di iodio da diversi alimenti. Pertanto, questo progetto potrebbe avere un impatto significativo a lungo termine nel campo dello iodio e della tiroide.