Convalida di 3-[11C]-OHB

Sfondo:

I corpi chetonici sono costituiti da 3-idrossibutirrato, acetoacetato e acetone. Sono prodotti nel fegato ad alti livelli di acidi grassi e agiscono come un'importante fonte di energia per il cuore, il cervello e il muscolo scheletrico durante il digiuno. La produzione di energia da parte del metabolismo dei chetoni è a minore intensità di ossigeno sia rispetto al metabolismo del glucosio che degli acidi grassi, e le sostanze chetoniche possono quindi essere un substrato altamente efficiente dal punto di vista energetico. Gli individui insulino-resistenti e le persone con malattie cardiache hanno difficoltà a utilizzare il glucosio nel cuore a causa della condizione di insulino-resistenza e dipendono quindi da altre fonti di energia come acidi grassi liberi e chetoni. Poiché i chetoni risparmiano ossigeno rispetto agli acidi grassi, gli interventi che aumentano il livello dei corpi chetonici possono potenzialmente ridurre il bisogno di ossigeno del cuore nei pazienti con arterie coronarie ristrette. Ciò ha portato a una maggiore attenzione sul potenziale dei corpi chetonici nel trattamento di una serie di malattie, tra cui in particolare le malattie cardiovascolari.

Il nostro gruppo ha dimostrato che i corpi chetonici vengono assorbiti in modo efficiente dal cuore nonostante la massima stimolazione con insulina e glucosio. Nello studio, soggetti sani hanno aumentato il livello di corpi chetonici circolanti a circa 4 millimolari con un'infusione continua di chetoni, che ha comportato una riduzione del 50% del consumo di glucosio cardiaco. Poiché il consumo di acidi grassi liberi nell'esperimento è rimasto invariato e il lavoro complessivo del cuore è stato lo stesso, fino al 50% del consumo energetico del cuore è stato quindi coperto da corpi chetonici. Inoltre, gli alti livelli di corpi chetonici hanno portato a un marcato aumento del flusso sanguigno al cuore, che potrebbe potenzialmente giovare ulteriormente ai pazienti con arterie coronarie ristrette

La PET/TC è una modalità di imaging funzionale e non invasiva ben consolidata nella stadiazione oncologica e nel monitoraggio del trattamento. La tecnica è adatta anche per tracciare il destino dei metaboliti in modo non invasivo, poiché la maggior parte dei substrati o dei metaboliti può essere etichettata da un isotopo PET adatto. La PET ha una risoluzione spaziale e temporale sufficiente per consentire la quantificazione diretta, ad es. i tassi di assorbimento e ossidazione ed è stato utilizzato con successo dal nostro dipartimento per valutare l'efficienza cardiaca, il consumo di ossigeno e il metabolismo degli acidi grassi.

Scopo Con questo studio, i ricercatori vogliono determinare il metabolismo dei corpi chetonici in individui sani e convalidare un tracciante PET chetonico di nuova concezione per l'uso negli esseri umani chiamato 3-[11C]-OHB. Precedenti studi condotti dal nostro e da altri gruppi sono stati in grado di stimare solo indirettamente l'assorbimento di corpi chetonici nel cuore. Con 3-[11C]-OHB, i ricercatori saranno in grado di misurare direttamente l'assorbimento di chetoni tessuto-specifico, sia dopo somministrazione endovenosa che orale.

I ricercatori applicheranno tecniche di tracciamento PET/CT all'avanguardia e modelli consolidati per stimare il metabolismo dei chetoni (cinetica) e l'esposizione alle radiazioni del tracciante. L'implementazione del tracciante 11C-3-OHB in futuro consentirà ai ricercatori di stimare più direttamente l'impatto dei diversi livelli di corpi chetonici sulle funzioni degli organi, non da ultimo nel cuore.

In questo studio, i ricercatori pianificano in modo specifico

• Studiare la biodistribuzione e la cinetica del tracciante 3-[11C]-OHB
• Per stimare l'esposizione alle radiazioni di 3-[11C]-OHB mediante somministrazione endovenosa e orale del tracciante

Metodi:

Sei sani e in sovrappeso (BMI: 28-40 kg/m^2) di età compresa tra 50 e 70 anni saranno sottoposti a due scansioni PET/TC con 3-[11C]-OHB. Una scansione verrà eseguita con l'iniezione di 200 MBq di tracciante e l'altra verrà eseguita con l'ingestione orale da parte dei soggetti di 100 MBq di tracciante. Dopo la somministrazione del tracciante, verranno eseguite scansioni PET dinamiche su tutto il corpo per misurare la biodistribuzione e l'esposizione alle radiazioni del tracciante.