Metoda znacznika jodu-129 do badania metabolizmu jodu u ludzi

Eksperymentalny projekt. Projekt eksperymentalny tego badania pilotażowego przewiduje podanie fizjologicznej dawki doustnej 12 µg 129I (wskaźnik) zdrowym osobom dorosłym w połączeniu z ilościowym pomiarem stężenia znacznika w próbkach osocza, moczu i kału pobranych przed i po podaniu znacznika . Pojedyncza dawka 12 µg 129I odpowiada poziomowi aktywności 78,5 Bq i ekspozycji u dorosłych około 0,16 mSv dla tarczycy jako narządu docelowego. Wyjściowa próbka osocza zostanie pobrana tuż przed podaniem znacznika (-5 min), a próbki kontrolne zostaną pobrane 15, 30, 45, 60 i 90 min, a także 2, 4, 8, 24, 48 , 72 i 96 godzin po podaniu znacznika. Pełny mocz będzie pobierany przez okres 8 dni: próbki wyjściowe 1 dzień przed dawką wskaźnika (dzień 3) i próbki kontrolne 7 dni później (do dnia 10). Podobnie, pełne pobranie stolca zostanie wykonane w dniu poprzedzającym podanie dawki znacznika (dzień 3) oraz w 3 kolejnych dniach (do dnia 6). W 20. i 40. dniu (kontynuacja) powtórzy się pobieranie krwi i moczu w celu sprawdzenia okresu wypłukiwania. Próbki linii podstawowej zostaną wykorzystane do korekty linii podstawowej próbek po podaniu. Aby zminimalizować zmienność odpowiedzi na potrzeby tej próby pilotażowej, uczestnicy będą spożywać znormalizowaną dietę podczas pierwszych 6 dni próby i będą prowadzić dzienniczek żywieniowy przez ostatnie 4 dni próby. Po odpowiednim przygotowaniu próbki osocza, moczu i kału zostaną przeanalizowane pod kątem ilościowego oznaczenia znacznika (oznaczenie masy 129I na masie 127I; 127I to naturalnie występujący jod). Na podstawie tych danych stworzymy krzywe farmakokinetyczne wyglądu i klirensu znacznika we krwi, moczu i stolcu, a także określimy tempo i czas wchłaniania, zatrzymywania i wydalania jodu u ludzi. Ponadto specjacja jodu zostanie przeprowadzona przy użyciu specjacji jodu opartej na metodzie chromatograficznej połączonej z ICP-MS w celu bezpośredniego ilościowego oznaczania masowego form jodu, takich jak jod nieorganiczny (PII) w osoczu i jod związany z białkami (PBI). Zapewni to dodatkowy poziom informacji na temat oddzielnej farmakokinetyki metabolizowanego i niemetabolizowanego 129I. Ponieważ wychwyt przez tarczycę będzie wyznacznikiem frakcji znacznika, który jest zatrzymywany, charakterystyka funkcji tarczycy uczestników jest ważna, aby kontrolować potencjalne zmiany obliczonej retencji u naszych pacjentów, a tyreoglobulina i hormony tarczycy w pełnej krwi będą zostać oceniony.

Metody analizy. Stężenie znacznika w osoczu, moczu i kale będzie mierzone za pomocą ICP-MS z wieloma kolektorami o wysokiej rozdzielczości z analizą rozcieńczenia izotopowego (IDA) przy użyciu wewnętrznego wzorca telluru po trawieniu próbki zgodnie z metodą niedawno opracowaną w naszym laboratorium [Dold i in., Tarczyca 2015]. W celu dodatkowej specjacji 129I w osoczu, analiza zostanie przeprowadzona przy użyciu chromatografii jonowej Analiza ICP-MS (IC-ICP-MS) w Federalnym Urzędzie ds. Bezpieczeństwa Żywności i Weterynarii w Szwajcarii. Stężenie jodu w moczu będzie mierzone za pomocą reakcji Sandella-Kolthoffa [Pino i in., Clin Chem 1996, 42:239-243] w naszym laboratorium. Tyreoglobulina zostanie oceniona przy użyciu niedawno opracowanej w naszym laboratorium metody ELISA z suchymi plamkami krwi [Stinca i in., Thyroid 2015, 25:1297-1305]. Hormony tarczycy będą mierzone w Szpitalu Uniwersyteckim w Zurychu w Szwajcarii przy użyciu metody DELFIA (test immunologiczny fluorescencji lantanowców wzmocniony dysocjacją). Zawartość jodu w standaryzowanej diecie zostanie zmierzona w naszym laboratorium za pomocą analizy ICP-MS, a dane z dzienniczków żywieniowych zostaną ocenione za pomocą oprogramowania żywieniowego EBIS-Pro (University of Hohenheim).

Analiza i ocena danych. Dane wygenerowane w ramach tego badania pilotażowego zostaną wykorzystane do skonstruowania krzywych farmakokinetycznych wyglądu znacznika i klirensu w zebranych próbkach (osocze całkowite, frakcja PII w osoczu, frakcja PBI w osoczu, mocz, kał). Krzywe zostaną skonstruowane poprzez dopasowanie modelu regresji wielokrotnej LOESS, nieparametrycznego lokalnie ważonego wykresu rozrzutu wygładzającego stężenie znacznika w próbkach w funkcji czasu i podanie zakresu niepewności w celu wizualnego przedstawienia wzorców farmakokinetycznych znacznika i zmienności odpowiedzi. Do oceny wzorców kinetycznych znacznika wygenerujemy klasyczne parametry modelowania farmakokinetycznego, w tym maksymalne stężenie znacznika (cmax), czas maksymalnego stężenia znacznika (Tmax), stałą szybkości eliminacji (ke), stałą szybkości wchłaniania (ka) i powierzchnię pod krzywej (AUC), za pomocą oprogramowania do analizy i modelowania symulacji SAAM II (University of Washington). Całkowite zatrzymanie znacznika zostanie obliczone jako całkowite spożycie znacznika - całkowite wydalenie znacznika (AUCuryna + AUCstol). Całkowita absorpcja znacznika zostanie obliczona jako całkowite spożycie znacznika - całkowity wygląd znacznika jako nieorganiczny jod w osoczu (AUCPII). Optymalizacja procedur rutynowego stosowania tej metody będzie polegała głównie na określeniu minimalnych wymagań dotyczących określonego czasu pobierania próbki (liczby dni) po podaniu dawki znacznika. Zostanie to ocenione za pomocą krzywych ROC.

Oczekiwany produkt i znaczenie/oczekiwany wpływ. To badanie będzie pierwszym, w którym wykorzysta się 129I jako znacznik biologiczny u ludzi. Po opracowaniu dostępność tej nowatorskiej metody zapewni unikalne narzędzie do rozwiązywania kilku kluczowych problemów dotyczących metabolizmu jodu i funkcji tarczycy u ludzi. Obejmują one precyzyjne określenie zapotrzebowania na jod na ważnych etapach życia, badanie potencjalnego zwiększenia wchłaniania jodu podczas niedoboru jodu, wychwytu i obrotu jodu przez tarczycę przy różnym statusie jodowym, ocenę transportu jodu przez łożysko i mleko matki, a także ocena biodostępności jodu z różnych pokarmów. W związku z tym projekt ten może mieć znaczący długoterminowy wpływ na jod i tarczycę.