Jod-129-sporingsmetode for å undersøke menneskelig jodmetabolisme

Eksperimentelt design. Den eksperimentelle utformingen av denne pilotforsøket forutsetter administrering av en fysiologisk oral dose på 12 µg av 129I (sporstoffet) hos friske voksne kombinert med kvantitativ måling av sporstoffkonsentrasjonen i plasma-, urin- og avføringsprøver tatt før og etter administrering av sporstoff. . En enkeltdose på 12 µg 129I tilsvarer et aktivitetsnivå på 78,5 Bq og en eksponering hos voksne på ca. 0,16 mSv for skjoldbruskkjertelen som målorgan. Baseline plasmaprøve vil bli tatt rett før administrering av sporstoffet (-5 min) og oppfølgingsprøver vil bli samlet inn 15, 30, 45, 60 og 90 min, samt 2, 4, 8, 24, 48 , 72 og 96 timer etter administrasjon av sporstoff. Fullstendig urin vil bli samlet over en periode på 8 dager: baselineprøver 1 dag før tracerdosen (dag 3) og oppfølgingsprøver 7 dager deretter (til dag 10). På samme måte vil fullstendig avføring gjøres dagen før tracerdosen (dag 3) samt de 3 påfølgende dagene (til dag 6). På dag 20 og 40 (oppfølginger), vil blodprøvetaking og punkturinsamling bli gjentatt for å bekrefte utvaskingsperioden. Baseline-prøver vil bli brukt for baseline-korreksjon av prøver etter administrering. For å minimere variasjonen i responsen for formålet med denne pilotforsøket, vil deltakerne innta en standardisert diett i løpet av de første 6 dagene av forsøket og vil føre en matdagbok i løpet av de siste 4 dagene av forsøket. Etter passende forberedelse vil plasma-, urin- og avføringsprøver bli analysert for sporstoffkvantifisering (bestemmelse av 129I masse på 127I masse; 127I er det naturlig forekommende jod). Fra disse dataene vil vi konstruere farmakokinetiske kurver for sporstoffets utseende og clearance i blod, urin og avføring, og vi vil utlede hastigheter og tidspunkt for menneskelig jodabsorpsjon, retensjon og utskillelse. I tillegg vil jodspesifikasjon utføres ved bruk av jodspesifikasjon basert på en kromatografimetode kombinert med ICP-MS for direkte massekvantifisering av jodtyper som plasma uorganisk jod (PII) og proteinbundet jod (PBI). Dette vil gi et tilleggsnivå av informasjon om separat farmakokinetikk for metabolisert og ikke metabolisert 129I. Fordi opptak av skjoldbruskkjertelen vil være en bestemmende faktor for andelen av sporstoffet som beholdes, er karakteriseringen av deltakernes skjoldbruskkjertelfunksjon viktig å kontrollere for potensiell variasjon av beregnet retensjon hos våre forsøkspersoner, og tyreoglobulin og tyreoideahormoner i fullblod vil bli vurdert.

Metoder for analyse. Tracerkonsentrasjonen i plasma, urin og avføring vil bli målt av en høyoppløselig multikollektor ICP-MS med isotopfortynningsanalyse (IDA) ved bruk av en intern tellurstandard etter prøvefordøyelse i henhold til en metode som nylig er utviklet i vårt laboratorium [Dold et al. Skjoldbruskkjertelen 2015]. For den ekstra spesifikasjonen av 129I i plasma, vil analyse bli utført ved bruk av ionekromatografi ICP-MS-analyse (IC-ICP-MS) ved Federal Food Safety and Veterinary Office, Sveits. Jodkonsentrasjonen i urinen vil bli målt ved hjelp av Sandell-Kolthoff-reaksjonen [Pino et al, Clin Chem 1996, 42:239-243] i vårt laboratorium. Tyroglobulin vil bli vurdert ved hjelp av en ELISA-metode med tørkede blodflekker som nylig er utviklet i vårt laboratorium [Stinca et al, Thyroid 2015, 25:1297-1305]. Skjoldbruskkjertelhormoner vil bli målt av universitetssykehuset i Zürich, Sveits, ved hjelp av en DELFIA-metode (dissosiasjonsforsterket lantanid-fluorescerende immunoassay). Jodinnholdet i det standardiserte kostholdet vil bli målt i vårt laboratorium ved ICP-MS-analyse og data fra matdagbøkene vil bli evaluert ved å bruke ernæringsprogramvaren EBIS-Pro (University of Hohenheim).

Dataanalyse og evaluering. Dataene generert av denne pilotforsøket vil bli brukt til å konstruere farmakokinetiske kurver for sporstoffets utseende og clearance i de innsamlede prøvene (total plasma, plasma PII-fraksjon, plasma PBI-fraksjon, urin, avføring). Kurver vil bli konstruert ved å tilpasse en LOESS multippel regresjonsmodell, et ikke-parametrisk lokalt vektet spredningsplott-utjevning av sporstoffkonsentrasjon i prøver som en funksjon av tid, og gi usikkerhetsområde for å visuelt representere sporstoffets farmakokinetiske mønstre og variasjon av respons. For evaluering av kinetiske spormønstre vil vi generere klassiske farmakokinetiske modelleringsparametere, inkludert maksimal sporstoffkonsentrasjon (cmax), tid ved maksimal sporstoffkonsentrasjon (Tmax), eliminasjonshastighetskonstant (ke), absorpsjonshastighetskonstant (ka) og areal under kurve (AUC), ved å bruke simuleringsanalyse- og modelleringsprogramvaren SAAM II (University of Washington). Total sporstoffretensjon vil bli beregnet som totalt sporstoffinntak - totalt utskilt sporstoff (AUCurine + AUC avføring). Total sporstoffabsorpsjon vil bli beregnet som totalt sporstoffinntak - totalt sporstoffopptreden som plasma uorganisk jod (AUCPII). Optimalisering av prosedyrer for rutinemessig bruk av denne metoden vil hovedsakelig omfatte definisjon av minimumskrav til prøvens spesifikke prøvetakingsvarighet (antall dager) etter administrering av sporstoffdosen. Dette vil bli vurdert ved å bruke ROC-kurver.

Forventet produksjon og betydning/ forventet effekt. Denne studien vil være den første som bruker 129I som et biologisk sporstoff hos mennesker. Når den er utviklet, vil tilgjengeligheten av denne nye metoden gi et unikt verktøy for å løse flere nøkkelproblemer med hensyn til menneskelig jodmetabolisme og skjoldbruskkjertelfunksjon. Disse inkluderer den nøyaktige definisjonen av jodbehovet for viktige livsstadier, undersøkelse av potensiell oppregulering av jodabsorpsjon ved jodmangel, thyreoideaopptak og omsetning av jod ved varierende jodstatus, vurdering av jodoverføring i morkake og morsmelk, samt vurderingen av jods biotilgjengelighet fra ulike matvarer. Dermed kan dette prosjektet ha betydelig langsiktig innvirkning innen jod og skjoldbruskkjertelen.