Caracterización del estado metabólico en primates no humanos con la prueba de tolerancia a la glucosa intravenosa

El objetivo general de esta prueba de tolerancia a la glucosa intravenosa, o IVGTT, es caracterizar la progresión de la enfermedad metabólica en macacos, desde un estado saludable hasta uno desmetabólico e hiperglucémico. Este método puede utilizarse para establecer cohortes de sujetos estratificados según su estado metabólico, con fines de investigación dietética o farmacológica sobre la eficacia terapéutica de tratamientos para la resistencia a la insulina en la diabetes. La principal ventaja de esta técnica es que es fácil de realizar en comparación con otras técnicas más largas y costosas.

De 14 a 18 horas antes de comenzar el procedimiento, retire la comida de la jaula del macaco para evitar cualquier variación posprandial en los valores glucémicos. A la mañana siguiente, pese al animal sedado. Luego coloque al primate en posición decúbito lateral sobre una mesa de procedimientos calentada.

Cada 15 a 20 minutos, utilice un oxímetro de pulso para medir la frecuencia cardíaca y la saturación periférica de oxígeno en la capilar. Utilice un cronómetro para medir la frecuencia respiratoria y un termómetro para medir la temperatura por vía rectal. Confirme también en cada control de parámetros clínicos que la membrana mucosa alrededor de las encías y los labios esté húmeda y de color rosado.

Después de confirmar la salud basal del animal, use una máquina de afeitar para recortar el pelo de las áreas donde se insertarán los catéteres, seguido de la esterilización de ambas regiones con frotaciones alternadas de clorhexidina y alcohol al 70 %. Cuando los sitios estén listos, inserte el primer catéter y conecte el cebo a una solución de lavado de heparina-salina con una llave de tres vías. Este es el sitio de extracción de sangre para muestreo.

Sujete la llave de paso con cinta para fijarla a la pata. La colocación del catéter es fundamental para mantener la permeabilidad y realizar extracciones sanguíneas seriadas con precisión. Por lo tanto, es importante considerar una región medial y más proximal de la vena safena para asegurar y manipular fácilmente el sistema de bloqueo con lavado heparinizado.

Luego, coloque el segundo catéter y conecte un puerto para la infusión de dextrosa, seguido de la administración de un lavado de un mililitro de solución salina heparinizada para mantener la cánula permeable hasta la infusión de dextrosa. Fije el puerto al brazo con cinta adhesiva para asegurarlo. Cuando ambos catéteres estén colocados, obtenga una muestra basal y utilice un glucómetro portátil para medir el nivel de glucosa en sangre en ayunas.

Obtenga una muestra de suero para el análisis de química estándar, así como una muestra de sangre completa para un recuento sanguíneo completo a fin de evaluar la salud general del animal. Invierta la muestra de sangre completa. Después de cada extracción de sangre, mezcle las muestras en tubos con EDTA junto con los inhibidores de proteasas.

Después de obtener las muestras basales, infunda la dosis de dextrosa al 50 % durante 30 segundos a través del puerto de infusión de dextrosa. A continuación, realice una lavada con cinco mililitros de solución salina heparinizada, de modo que no quede dextrosa en el puerto. Al finalizar la infusión, cámbiese los guantes, ya que la dextrosa residual de la infusión podría contaminar las muestras de sangre posteriores.

El primer punto temporal de la muestra posterior a la infusión es a los tres minutos desde el final de la infusión de dextrosa, seguido de muestras a los T cinco, siete, 10, 15 y 20 minutos, obteniéndose la última muestra a los T 30 minutos. Centrifugar las muestras para análisis de glucosa e insulina dentro de los 10 minutos posteriores a la recolección, luego alícuotar el plasma en viales criogénicos para congelación y almacenamiento a 80 grados centígrados negativos, hasta el análisis posterior de las muestras. En el momento de la extracción de la muestra a los T tres minutos, utilizar el glucómetro portátil para verificar el nivel de glucosa en sangre y confirmar así la infusión de dextrosa.

Una vez que se haya recolectado la última muestra, retire las cánulas, aplicando presión sobre los sitios cateterizados para lograr la hemostasia, y supervise al animal hasta que se recupere completamente. A continuación, se muestran curvas típicas de glucosa e insulina de macacos cynomolgus maduros, sanos y diabéticos, durante el transcurso de una prueba intravenosa de tolerancia a la glucosa (IVGTT) de 30 minutos. Los valores basales de glucosa en ayunas de los macacos sanos pueden ser tan bajos como 50 a 60 miligramos por decilitro, con un pico inicial de glucosa plasmática observado en el punto de tiempo T a los tres minutos.

Eso es drásticamente más bajo que el pico típico de glucosa plasmática exhibido por animales diabéticos. A lo largo del procedimiento, los niveles de glucosa en animales sanos a menudo regresan a sus valores basales, mientras que los niveles en animales desmetabólicos y diabéticos no lo hacen. La curva de insulina correspondiente en un animal sano presenta dos picos, que corresponden a una disminución inicial rápida de la glucosa sanguínea mediada en mayor medida de lo normal por los efectos periféricos de la insulina sobre el transporte y la captación de glucosa.

La magnitud de estos efectos periféricos, incluso durante la primera fase de la respuesta de insulina, no iguala la contribución del hígado a la reducción de la glucosa, que, durante el segundo pico de insulina —más pequeño pero más sostenido—, tiene el mayor impacto sobre los niveles glucémicos mediante la supresión de la producción endógena de glucosa. Una vez que un animal se ha vuelto excesivamente diabético, la producción de insulina en respuesta al bolo de dextrosa disminuye drásticamente. Los niveles glucémicos permanecerán elevados durante el transcurso del procedimiento.

Al igual que con la glucosa, la depuración ahora ocurre casi completamente mediante mecanismos independientes de insulina. Tras este procedimiento, se pueden realizar otros métodos como la infusión escalonada de glucosa o la prueba de fijación euglucémica hiperglucémica para responder preguntas adicionales sobre la sensibilidad a la insulina. No olvide que trabajar con agujas expuestas a sangre de macaco puede ser extremadamente peligroso, debido al riesgo de exposición al virus del herpes B.

Siempre se deben observar precauciones, como usar el equipo de protección personal adecuado y tener extremo cuidado al manipular objetos punzocortantes, durante la realización de este procedimiento.