Walidacja 3-[11C]-OHB

Tło:

Ciała ketonowe składają się z 3-hydroksymaślanu, acetooctanu i acetonu. Są wytwarzane w wątrobie przy wysokich poziomach kwasów tłuszczowych i działają jako ważne źródło energii dla serca, mózgu i mięśni szkieletowych podczas postu. Produkcja energii w wyniku metabolizmu ketonów wymaga mniej tlenu niż metabolizm glukozy i kwasów tłuszczowych, dlatego substancje ketonowe mogą być substratami o wysokiej efektywności energetycznej. Osoby z insulinoopornością oraz osoby z chorobami serca mają trudności z wykorzystaniem glukozy w sercu z powodu stanu insulinooporności i dlatego są uzależnione od innych źródeł energii, takich jak wolne kwasy tłuszczowe i ketony. Ponieważ ketony oszczędzają tlen w porównaniu z kwasami tłuszczowymi, interwencje zwiększające poziom ciał ketonowych mogą potencjalnie zmniejszyć zapotrzebowanie serca na tlen u pacjentów ze zwężonymi tętnicami wieńcowymi. Doprowadziło to do większego skupienia się na potencjale ciał ketonowych w leczeniu wielu chorób, w tym zwłaszcza chorób układu krążenia.

Nasza grupa wykazała, że ​​ciała ketonowe są skutecznie wchłaniane przez serce pomimo maksymalnej stymulacji insuliną i glukozą. W badaniu zdrowi ochotnicy zwiększyli poziom krążących ciał ketonowych do około 4 milimolowych za pomocą ciągłego wlewu ketonów, co spowodowało 50% zmniejszenie zużycia glukozy przez serce. Ponieważ spożycie wolnych kwasów tłuszczowych w eksperymencie nie uległo zmianie, a ogólna praca serca była taka sama, ciała ketonowe pokrywały do ​​50% energii zużywanej przez serce. Ponadto wysoki poziom ciał ketonowych doprowadził do znacznego wzrostu przepływu krwi do serca, co może potencjalnie przynieść dodatkowe korzyści pacjentom ze zwężonymi tętnicami wieńcowymi

PET/CT to funkcjonalna i nieinwazyjna metoda obrazowania, która ma ugruntowaną pozycję w onkologicznej ocenie stopnia zaawansowania i monitorowaniu leczenia. Technika ta nadaje się również do nieinwazyjnego śledzenia losów metabolitów, ponieważ większość substratów lub metabolitów można znakować odpowiednim izotopem PET. PET ma wystarczającą rozdzielczość przestrzenną i czasową, aby umożliwić bezpośrednią kwantyfikację m.in. szybkości wychwytu i utleniania i jest z powodzeniem stosowany przez nasz dział do oceny wydolności serca, zużycia tlenu i metabolizmu kwasów tłuszczowych.

Cel Za pomocą tego badania badacze chcą określić metabolizm ciał ketonowych u zdrowych osób i zweryfikować nowo opracowany ketonowy znacznik PET do stosowania u ludzi o nazwie 3-[11C]-OHB. Wcześniejsze badania przeprowadzone przez nasze i inne grupy były w stanie jedynie pośrednio oszacować wchłanianie ciał ketonowych do serca. Dzięki 3-[11C]-OHB badacze będą mogli bezpośrednio mierzyć tkankowo specyficzny wychwyt ketonów, zarówno po podaniu dożylnym, jak i doustnym.

Badacze zastosują najnowocześniejsze techniki znaczników PET/CT i dobrze ugruntowane modele do szacowania metabolizmu ketonów (kinetyki) i narażenia znacznika na promieniowanie. Wdrożenie znacznika 11C-3-OHB w przyszłości pozwoli badaczom na bardziej bezpośrednie oszacowanie wpływu różnych poziomów ciał ketonowych na funkcje narządów, zwłaszcza serca.

W tym badaniu badacze planują konkretnie

• Zbadanie biodystrybucji i kinetyki znacznika 3-[11C]-OHB
• Aby oszacować ekspozycję na promieniowanie 3-[11C]-OHB przez dożylne i doustne podanie znacznika

Metody:

Sześć zdrowych osób z nadwagą (BMI: 28-40 kg/m^2) w wieku 50-70 lat zostanie poddanych dwóm skanom PET/CT z użyciem 3-[11C]-OHB. Jeden skan zostanie przeprowadzony z wstrzyknięciem 200 MBq znacznika, a drugi zostanie wykonany po doustnym przyjęciu 100 MBq znacznika. Po podaniu znacznika zostaną wykonane dynamiczne skany PET całego ciała w celu zmierzenia biodystrybucji i narażenia na promieniowanie znacznika.