Caractérisation de la situation dans la Metabolic Nonhuman Primates avec le test de tolérance au glucose intraveineux

Summary

L'objectif de ce protocole est de présenter une méthode standard pour effectuer des tests de tolérance au glucose par voie intraveineuse (IVGTTs) pour évaluer le contrôle glycémique chez les primates non humains et d'évaluer leur état métabolique de santé à dysmétabolique.

Abstract

Le test de tolérance au glucose par voie intraveineuse (IVGTT) joue un rôle clé dans la caractérisation de l'homéostasie du glucose. Lorsque combiné avec des profils sériques biochimiques, état compris les niveaux de glucose dans le sang à la fois alimenté et à jeun, HbA1c, les niveaux d'insuline, l'histoire clinique de régime alimentaire, la composition corporelle, et l'état de poids corporel, une évaluation du contrôle glycémique normal et anormal peut être faite . Interprétation d'un IVGTT se fait par la mesure des changements dans les niveaux de glucose et d'insuline dans le temps par rapport au défi dextrose. Les composants critiques à prendre en compte sont: des pics de glucose et d' insuline atteint par rapport à T0 (fin de la perfusion de glucose), le taux de clairance de glucose K dérivée de la pente de la clairance rapide du glucose dans les 20 premières minutes (T1 à T20), le temps pour revenir à la ligne de base de glucose, et l'aire sous la courbe (AUC). Ces mesures de IVGTT montrera des changements caractéristiques que se déplace l' homéostasie du glucose à partir d' un t sainoa état métabolique malade ^5. Ici, nous allons décrire la caractérisation des primates non humains (rhésus et cynomolgus macaques), qui sont le modèle le plus pertinent des animaux du diabète de type II (DT2) chez l'homme et l'IVGTT et les profils cliniques de ces animaux d'un sain maigre, à dysmétabolique obèses, et de l' état ^{8, 10, 11} DT2.

Introduction

L'IVGTT est un essai fonctionnel pratique qui est couramment utilisé pour déterminer la fonction β-cellulaire chez l' homme , à différents états métaboliques ^{5, 7.} Dans les modèles animaux de diabète de type 2, il est bien reconnu comme un outil pour caractériser les animaux qui montrent métabolique progression de la maladie de une saine à un état de dysmétabolique hyperglycémique ^{8, 9.} Le modèle animal le plus proche de DT2 est démontrée chez les primates non humains (PSN), dont rhésus et cynomolgus macaques sont des exemples notables. Ces animaux développent naturellement DT2 avec les mêmes facteurs de risque de l' âge et de l' obésité contribue à sa fréquence comme chez les humains ^10. En outre, il existe une progression de la maladie et de la pathologie du pancréas similaire montrant des dépôts amyloïdes que la maladie progresse dysmétabolique ^11.

Nous rapportons ici sur notre méthode standard de l'exécution d'une IVGTT dans les PSN dans le cadre de notre caractérisation de colonie de l'état métabolique chez ces animaux. Cette méthode estfacile à réaliser par rapport à l' autre, beaucoup plus de temps et des techniques coûteuses ^2. Le IVGTT est utile pour caractériser une grande colonie d'animaux rapidement et fréquemment. Une fois pris en compte avec le taux d'hémoglobine glyquée (HbA1c), l'histoire l' alimentation et la nourriture de l' apport de l'animal, ainsi que leur pour cent de la masse maigre et la graisse corporelle, la IVGTT est normalement suffisant pour caractériser l' état et la progression du métabolisme de l'animal vers le diabète manifeste ^{6 , 8.}

HbA1C représente le niveau glycémique moyenne sur la durée de vie d'une cellule de sang rouge, fournissant une mesure fiable des niveaux de glucose au cours des six semaines précédentes à trois mois. Lorsque mesurée à partir de l'échantillon de sang à jeun base de l'IVGTT, cette valeur fournit une fenêtre sur le contrôle glycémique pendant les mois entre les procédures. Si l'animal est passé d'dysmétabolique à diabétiques depuis leur IVGTT dernière, une valeur d'HbA1C beaucoup plus élevé que leur valeur précédente indiqueraitque la transition a commencé peu après leur IVGTT dernière, alors que, d'une valeur de HbA1C plus proche de leur valeur précédente indiquerait qu'ils ont récemment transition. En général, chez les macaques rhésus, HbA1C valeurs supérieures à 6% sont considérés comme anormaux, et indiquer un mauvais contrôle glycémique ^{10, 23.}

glycémies doivent être interprétés dans le contexte du comportement et l'état général de l'animal dans son ensemble. macaques diabétiques – comme les humains – exposition hyperphagie, polydipsie, polyurie et. le logement des animaux de groupe fournit d'importants défis à la mesure de ces indicateurs et la prise en charge individuelle requis pour dysmétabolique et des singes diabétiques. Nous recommandons individuellement le logement des animaux afin que des soins plus personnalisés peuvent être fournis, et des marqueurs comportementaux de la santé du singe plus facilement être surveillé ^8. En outre, les macaques diabétiques présenteront une perte de poids, ainsi que d'un profil lipidique élevée (augmentation de lacholestérol, hypertriglycéridémie) et le métabolisme minéral perturbé dans la chimie du sérum. Il est important de mesurer les marqueurs de la fonction hépatique et rénale dans la chimie du sérum, que des dommages à ces organes sont souvent des complications de l' avancement métabolique trouble / diabète, et peuvent être co-déterminants de la glycémie, des lipides et des déséquilibres minéraux ^{9, 11, 18, 24} .

En utilisant cette méthode, les valeurs historiques générées à partir de plusieurs caractérisations fréquentes au cours de la vie d'un singe sont d'une valeur particulière. Si d'autres procédures, comme une pince de glucose ou classé glucose perfusion (GGI), sont nécessaires pour évaluer pleinement la santé d'un animal, il est souvent sur la caractérisation initiale lorsque leur histoire est indisponible. IVGTTs Cependant, une fois une ligne de base a été établie, répétées d'une fréquence de tous les trois mois sont normalement suffisantes pour suivre les progrès d'un animal. Ceci est particulièrement important lorsque les animaux sont enrôlés dans des études multiples à travers unannée civile basée sur leur statut métabolique. Bien que leur santé peut demeurer relativement stable pendant des années à la fois, lorsque l'état métabolique d'un animal se détériore, une augmentation spectaculaire de la résistance à l'insuline et une intolérance au glucose peut se produire très rapidement. Les valeurs d'HbA1c permettent une certaine interpolation de la baisse ou l'amélioration de l'état de santé de l'animal entre les procédures prévues trois mois d'intervalle. Pour cette raison, cette méthode est idéale pour caractériser les animaux utilisés dans de multiples études longitudinales au cours de leur durée de vie naturelle.

Protocol

Toutes les procédures animales ont été approuvées par l'Institut David H. Murdock recherche IACUC situé sur le campus de North Carolina Research (NCRC), sous protocole 14-017, la caractérisation d'un modèle primate non humain du diabète et du prédiabète / résistance à l'insuline et de l'efficacité de la thérapeutique pour améliorer sensibilité à l'insuline et la fonction métabolique. 1. Sélection animale et préparation d'études Sélecti…

Representative Results

Les résultats représentés sur la figure 1 sont démonstratives des courbes typiques de glucose et d' insuline à partir matures, saines et diabétiques macaques cynomolgus au cours d'une 30 min IVGTT. Les données provenant des singes diabétiques sains et avancés sont présentés dans le but de comparer les différences évidentes entre les animaux des deux extrémités de la gamme de la caractérisation métabolique. Ce protocole de IVGTT a été utilisé a…

Discussion

Le IVGTT évalue la capacité de libération d'insuline stimulée par le glucose par une seule perfusion de dextrose en fonction du poids du corps ^{5, 12, 13.} De l'essai, le taux de glucose sanguin à jeun et le taux d'insuline est atteint, et il permet une évaluation de la capacité de l'animal à la libération d'insuline et de retourner le niveau de glucose élevé vers la ligne de base. Ceci permet à l'utilisateur des informations pour caractériser l'animal comme le glucose n…

Materials

Allegra X-15R Centrifuge			plasma: 4C @3000 rpm for 10 min
Sorvall ST16R Centrifuge			serum: 22C @3000 rpm for 10 min
Thermo Scientific -86C Freezer, Forma 88000 Series		Model: 88500A
Dextrose 50% (D50)	Webster	07-8008986	I.V. glucose infusate
3mL Luer Lock Syringe	Midwest Veterinary Suppy		serial blood draws
5ml Luer Lock Syringe	Midwest Veterinary Suppy		heparinized saline flush
10mL Luer Lock Syringe	Midwest Veterinary Suppy		delivery of I.V. D50
Gauze sponges 2×2	Midwest Veterinary Suppy	366.23000.4	Used Dry, w/ %70 Alcohol, and 2% Chlorohex Solution
4 ml serum separator tubes	Midwest Veterinary Supply	366.45000.4	blood collection tube for superchem panel
K2EDTA, 2mL	VWR	95057-239	blood collection tubes
Aprotinin, 100mg	Sigma	A1153-100MG	blood collection tube protease additive
22g x 1" Catheters	Midwest Veterinary Suppy	193.75250.2	I.V. catheter
Injection Plug W/ Cap	Midwest Veterinary Suppy	001.11500.2	%50 dextrose infusion port
Porus Tape, 1/2" x 10yd	Midwest Veterinary Suppy	001.85000.2	maintain adherance of catheters and hep. Locks
Chlorhexidine Solution 2%	Midwest Veterinary Suppy	193.08855.3	prep catheter site
70% Ethanol	VWR	71001-654	prep catheter site
tourniquet	Webster	07-8003432
3 way stopcock	Midwest Veterinary Supply	366.28510.4	hep. lock
37" extension set	Webster	07-8454200	hep. lock
Exel 50-60cc LL Syringes	Midwest Veterinary Suppy	001.12250.2	Heparinized saline flush
250 ml bag 0.9% saline	Webster	07-8365593	flush
1,000 U Heparin, 10 ml	Webster	07-883-4916
Ketamine, (Ketaset) 100mg/mL	Fort Dodge	(AV ordered)
Precision Xtra glucose test strips 50/bx	Abbott (American Diabetes Wholesale)	9381599728K7	test baseline/ T3 blood glucose levels
Masimo Rad 57	DRE	6052057V	pulse-oximeter
Pavia rectal thermometer	Patterson	07-8391335
Precision Xtra Glucometer	Abbott	9381599728K7	Handheld glucometer