Validatie van 3-[11C]-OHB

Achtergrond:

Ketonlichamen bestaan ​​uit 3-hydroxybutyraat, acetoacetaat en aceton. Ze worden met een hoog gehalte aan vetzuren in de lever geproduceerd en fungeren als een belangrijke energiebron voor het hart, de hersenen en de skeletspieren tijdens het vasten. De energieproductie door ketonmetabolisme is minder zuurstofintensief dan zowel glucose- als vetzuurmetabolisme en ketonstoffen kunnen daarom een ​​zeer energie-efficiënt substraat zijn. Insulineresistente personen en mensen met hartaandoeningen hebben moeite met het opnemen van glucose in het hart vanwege de insulineresistente aandoening en zijn daarom afhankelijk van andere energiebronnen zoals vrije vetzuren en ketonen. Omdat ketonen zuurstof sparen in vergelijking met vetzuren, kunnen interventies die het niveau van ketonlichamen verhogen mogelijk de zuurstofbehoefte van het hart verminderen bij patiënten met vernauwde kransslagaders. Dit heeft geleid tot een grotere aandacht voor het potentieel van ketonlichamen bij de behandeling van een aantal ziekten, waaronder met name hart- en vaatziekten.

Onze groep heeft aangetoond dat ketonlichamen efficiënt door het hart worden opgenomen ondanks maximale stimulatie met insuline en glucose. In de studie verhoogden gezonde proefpersonen het niveau van circulerende ketonlichamen tot ongeveer 4 millimolair met een continue ketoninfusie, wat resulteerde in een vermindering van 50% van de cardiale glucoseconsumptie. Aangezien de consumptie van vrije vetzuren in het experiment ongewijzigd bleef en de totale arbeid van het hart hetzelfde was, werd tot 50% van de energieconsumptie van het hart dus gedekt door ketonlichamen. Bovendien leidden de hoge niveaus van ketonlichamen tot een duidelijke toename van de bloedtoevoer naar het hart, wat patiënten met vernauwde kransslagaders mogelijk verder zou kunnen helpen

PET/CT is een functionele en niet-invasieve beeldvormingsmodaliteit die goed ingeburgerd is in oncologische stadiëring en behandelingsmonitoring. De techniek is ook geschikt om het lot van metabolieten niet-invasief te volgen, aangezien de meeste substraten of metabolieten kunnen worden gelabeld door een geschikte PET-isotoop. PET heeft voldoende ruimtelijke en temporele resolutie om directe kwantificering van b.v. opname- en oxidatiesnelheden en is met succes door onze afdeling gebruikt om de hartefficiëntie, het zuurstofverbruik en het vetzuurmetabolisme te beoordelen.

Doel Met deze studie willen de onderzoekers het metabolisme van ketonlichamen bij gezonde individuen bepalen en een nieuw ontwikkelde keton-PET-tracer valideren voor gebruik bij mensen, genaamd 3-[11C]-OHB. Eerdere studies uitgevoerd door onze en andere groepen hebben de opname van ketonlichamen in het hart alleen indirect kunnen schatten. Met 3-[11C]-OHB kunnen de onderzoekers de weefselspecifieke ketonopname direct meten, zowel na intraveneuze als orale toediening.

De onderzoekers zullen state-of-the-science PET/CT-tracertechnieken en gevestigde modellen toepassen om het ketonmetabolisme (kinetiek) en de stralingsblootstelling van de tracer te schatten. Implementatie van de 11C-3-OHB-tracer in de toekomst zal de onderzoekers in staat stellen om de impact van verschillende niveaus van ketonlichamen op orgaanfuncties, niet in de laatste plaats in het hart, directer in te schatten.

In deze studie plannen de onderzoekers specifiek

• De biodistributie en kinetiek van de tracer 3-[11C]-OHB onderzoeken
• Om de stralingsblootstelling van 3-[11C]-OHB te schatten door intraveneuze en orale toediening van de tracer

methoden:

Zes gezonde personen met overgewicht (BMI: 28-40 kg/m^2) in de leeftijd van 50-70 jaar ondergaan twee PET/CT-scans met 3-[11C]-OHB. Eén scan wordt uitgevoerd met de injectie van 200 MBq tracer en de andere wordt uitgevoerd met orale inname van 100 MBq tracer door de proefpersoon. Na toediening van de tracer worden dynamische PET-scans over het hele lichaam uitgevoerd om de biodistributie en blootstelling aan straling van de tracer te meten.