Radiotrasorii și produsele radiofarmaceutice sunt substanțe care urmăresc comportamentul diferitelor procese biologice. Ele sunt, de asemenea, utilizate pentru vizualizarea fluxurilor prin diferite modalități de imagistică medicală, cum ar fi tomografia cu emisie de pozitroni (imagistică PET), tomografia computerizată cu emisie de fotoni unici (imagistică SPECT) și sistemele de urmărire computerizată a particulelor radioactive (CARPT).
Tabel de materii
Molecule de medicamente radiomarcate
Radiofarmaceutice – sunt utilizate in vitro și in vivo pentru a studia profilurile metabolismului medicamentelor. Premisa din spatele medicamentelor radiomarcate este de a cuantifica cantitatea de substanță legată de medicament în diferite sisteme biologice. Avantajul izotopilor radiomarcați este capacitatea de a aplica separarea cromatografică și de a cuantifica metaboliții individuali.
Prin urmare, medicamentele radiomarcate sunt utilizate în principal în studiile ADME (absorbție, distribuție, metabolism și excreție). Compușii marcați cu carbon-14 (14C) avantajează aceste investigații datorită stabilității metabolice mai mari a acestuia în comparație cu versiunea marcată cu tritiu (3H). Radiomarkerul este inserat în grupul central, stabil din punct de vedere metabolic, al compusului. Radiomarkerul poate fi plasat atât pe grupele stabile, cât și pe cele labile, în funcție de cerințele de etichetare. În plus, pot fi sintetizați compuși dublu marcați cu izotopi diferiți, de exemplu, 13C/14C sau 3H/14C, pentru a ajuta la identificarea și cuantificarea metaboliților și a fracțiunilor individuale.
Radiotrasorii utilizați în investigarea căilor metabolice se împart în două categorii:
- Radioizotopii compusului părinte, de exemplu, 11C-palmitat și 11C-glucoză urmează aceeași soartă metabolică a compusului părinte pentru a oferi o evaluare cantitativă a căii metabolice.
- Analogii compusului părinte, cum ar fi -2-fluoro-2-deoxiglucoza și -BMIPP (acidul β-metil-iodofenil-pentadecanoic) oferă evaluări calitative ale metabolismului, deoarece sunt în general reținuți de țesut și fac ca imagistica să fie mai viabilă.
Radiotrasorul PET glucoza nu poate fi imposibil de distins din punct de vedere biochimic de glucoză și, prin urmare, poate urmări soarta exactă a glucozei în timpul metabolismului. Acest proces eliberează cardiomiocitele sub formă de 11CO2 și are ca rezultat absorbția, retenția și dispariția radiotrasorului din inimă.
În cealaltă situație, FDG este preluat și fosforilat de către hexokinază și nu suferă un metabolism ulterior în cardiomiocite din cauza modificării structurii glucidice din glucoză în dezoxiglucoză.
Ca urmare, FDG rămâne captat în celulă. Analiza cinetică a curbelor timp-activitate pentru FDG poate fi utilizată pentru a estima absorbția și fosforilarea inițială a glucozei. Acest proces nu oferă nicio informație cu privire la soarta oxidativă a glucozei, iar analiza cinetică demonstrează o captare ireversibilă în comparație cu acumularea și dispariția altor radiotrasori.
Radiotrasorii „captivi” ireversibili în ceea ce privește utilizarea substratului miocardic generează:
- Informații referitoare la o parte a unui proces metabolic dat;
- diferențele în structura compusului părinte și a radiotrasorului vor modifica fiabilitatea cu care trasorul măsoară utilizarea compusului părinte;
- relația dintre trasor și detecție poate varia în condiții metabolice diferite.
Module și radiotrasori de laborator
Radiotrasorii pot fi clasificați în funcție de faptul că sunt nuclizi emițători de fotoni unici sau emițători de pozitroni. Radiotrasoarele PET necesită detectarea prin coincidență a celor doi fotoni de 511 keV produși prin anihilarea pozitronilor, combinată cu corecția de atenuare care este necesară pentru radiofarmaceutic. De asemenea, analiza cinetică poate fi efectuată cu radiotrasorii metabolici emițători de pozitroni pentru a genera măsurători cantitative ale ratelor de absorbție și metabolizare a substratului.
Cu toate acestea, radiotrasorii metabolici emițători de un singur foton pot furniza doar evaluări calitative ale proceselor metabolice. Avantajul principal al acestor radiotrasori este că nu este necesar un ciclotron la fața locului pentru a produce radiofarmaceuticele cu durată de viață scurtă carbon-11 și oxigen-15. Acesta este un avantaj semnificativ și accelerează apariția noilor analogi ai acizilor grași marcați cu technețiu-99m (Tc-99m) pentru imagistica metabolică, bazându-se pe platforma stabilită a analogului de acid gras marcat cu iod-123, și anume BMIPP.
Cercetările în domeniul nanoparticulelor marcate cu radiații oferă mai multe avantaje, cum ar fi un timp de circulație prelungit, o stabilitate plasmatică ridicată și un potențial ridicat pentru aplicații clinice în diagnosticarea precoce a cancerului și a bolilor cardiovasculare.
Această tehnologie teranozică este capabilă să genereze tomografie computerizată cu emisie de foton unic (SPECT) sau tomografie cu emisie de pozitroni (PET) pentru imagistica in vivo țintită. Ambele tehnologii sunt extrem de sensibile, specifice și utile pentru o cuantificare precisă în comparație cu tehnicile de imagistică in vivo care au o aplicare limitată din cauza tipului de țesut implicat.
Anticorpii monoclonali (Mab) radiomarcați – sunt în curs de dezvoltare pentru a viza antigene specifice – au fost administrați în condiții de siguranță la pacienții cu leucemie. De exemplu, yttrium-90-anti-CD25 s-a dovedit a fi activ împotriva leucemiei acute cu celule T. De asemenea, iod-131-anti-CD33 a fost activ în tratamentul leucemiei mieloide acute (AML), al sindromului mielodisplastic (MDS), inclusiv al leucemiei mieloide/mielogene cronice mieloblastice (CML]). Alte indicații care implică yttrium-90-anti-CD33 și iod-131-anti-CD45 au fost eficiente împotriva AML, ALL (leucemie acută limfoblastică) și MDS. Mab radiomarcat, reniu-188-anti-CD66c s-a dovedit promițător împotriva AML, ALL și CML.
Radioconjugații care emit particule alfa, de exemplu, bismut-213-anti-CD33 și actiniu-225-anti-CD33, pot fi mai potriviți pentru tratamentul bolilor de volum mic.
În anii 1980, produsele radiofarmaceutice pe bază hepatobiliară marcate cu Tc-99m au devenit disponibile pentru planurile de tratament „experimental”, datorită producerii unor imagini superioare. Acești agenți de imagistică au depășit iodul-123 rose bengal și au dat naștere la trei produse radiofarmaceutice hepatobiliare aprobate de Food and Drug Administration (FDA) din SUA pentru utilizare clinică. Aceasta a inclus primul acid Tc-99m dimetil iminodiacetic (IDA) și a devenit un termen generic pentru toate radiofarmaceuticele Tc-99m IDA. Tc-99m conține capacitatea de a realiza o punte între două molecule de ligand IDA și se leagă de un analog de acetanilidă al lidocainei. Întreaga structură determină profilul radiofarmacocinetic general, inclusiv modificările la nivelul fracțiunii inelului fenil, care determină farmacocinetica diferită a produselor radiofarmaceutice IDA.
Produse radiofarmaceutice
Au fost investigate mai multe produse radiofarmaceutice, cum ar fi analogii Tc-99m-hepatobiliare (HIDA), care posedă diferiți substituenți chimici pe inelul aromatic. Aceștia au demonstrat că au o absorbție mai mică, inclusiv o eliminare mai lentă decât agenții autorizați disponibili în comerț. Într-un alt exemplu, Tc-99m-sestamibi este coordonat la șase liganzi de metoxiizobutilisonitril (MIBI). Complexul rezultat este un agent de imagistică SPECT cationic care se acumulează în citoplasmă și mitocondrii prin procesul de difuzie pasivă prin membrana celulară/organelă polarizată.
În mod similar, pentru taliu-201, Tc-99m-sestamibi este în general exclus din creier prin bariera hemato-encefalică (BBB) și, prin urmare, absorbția tumorală pare să fie legată în principal de distrugerea BBB. Distribuția normală a MIBI este în glanda pituitară, scalp și plexul coroid. Cu toate acestea, radiotrasorul MIBI nu poate fi vizualizat în parenchimul cerebral normal. De asemenea, captarea normală a MIBI în coroide poate crea perplexitate și poate limita evaluarea tumorilor periventriculare profunde.
Cu toate acestea, cercetările care utilizează imagistica SPECT cu Tc-99m-sestamibi în cazul recidivei gliomului după radioterapie au demonstrat o sensibilitate combinată de 90% și o specificitate de 92%.
Cu toate acestea, Tc-99m-sestamibi are proprietăți imagistice mai bune decât taliu-201, producând o energie de140 KeV și doze de injecție permise mai mari, de până la 30 mCi. Cu toate acestea, sunt necesare cercetări suplimentare pentru a evalua beneficiile Tc-99m-sestamibi pentru diagnostic și prognostic, inclusiv pentru detectarea recidivei tumorale, față de superioritatea thallium-201. În mod interesant, studiile au sugerat că Tc-99m-sestamibi are o specificitate crescută față de thallium-201.
În continuare, investigațiile care utilizează Tc-99m-sestamibi ca biomarker prognostic pentru supraviețuirea pacienților și ca biomarker predictiv în tratamentul chimioterapic sunt promițătoare. Cercetările au arătat că analiza cantitativă a absorbției de Tc-99m-sestamibi cu ajutorul imagisticii SPECT se corelează bine cu timpul de supraviețuire la pacienții care urmează chimioradioterapie. Această abordare modernă contribuie la prognosticul general la pacient prin evaluarea răspunsului la chimioterapie al Tc-99m-sestamibi.
În general, dovezile colective indică faptul că Tc-99m-sestamibi este un indicator timpuriu al succesului tratamentului, demonstrând progresia tumorală în medie cu patru luni înainte de modificările detectate la imagistica prin rezonanță magnetică. În mod remarcabil, Tc-99m-sestamibi este eliminat din celule de către P-glicoproteina P, care acționează, de asemenea, ca o pompă de eflux determinată de energie pentru mai mulți agenți antineoplazici. Mai mult, expresia genei de rezistență multiplă la medicamente (MDR)-1, așa cum a fost demonstrată de Tc-99m-sestamibi, nu pare să se coreleze cu chimiorezistența în glioame.
Myoview
Technetium-99m-tetrofosmin cunoscut sub numele de Myoview a fost aprobat de FDA în 1996 și, în unele privințe, este similar cu Tc-99m-sestamibi. Myoview este eliminat rapid din ficat în comparație cu alți agenți imagistici pe bază de Tc-99m. Ligandul tetrofosmin este un membru al clasei chimice difosfină (6,9-bis -3,12-dioxa-6,9-difosfatetradecan). Acest agent de imagistică SPECT este preparat dintr-un kit comercial (Myoview) și este similar cu Tc-99m-sestamibi. Acest Tc-99m-tetrofosmin este un cation lipofil care se localizează în apropierea mitocondriilor din celula miocardică și rămâne fixat în acel loc.
Imediat după injectarea intravenoasă, Tc-99m-tetrofosminul este rapid eliminat din fluxul sanguin, iar miocardul preia rapid radiotrasorul. Cu toate acestea, extracția de primă trecere este mai mică decât cea a sestamibiului (50% față de 60%), inclusiv un procent de 1,2% din doza administrată absorbită în miocard în primele 5 minute după injectare. Extracția este proporțională cu fluxul sanguin, dar este subestimată la debite mari. În plus, ratele inimă-plămân și inimă-fier se îmbunătățesc în timp datorită eliminării fiziologice prin ficat și rinichi.
Studii au constatat că ratele inimă-fier sunt mai mari pentru Tc-99m tetrofosmin comparativ cu sestamibi. Acest lucru se datorează unei eliminări hepatice mai rapide care permite obținerea de imagini suplimentare. Cu toate acestea, după exercițiul de stres, se poate obține un interval de imagistică de 15 minute, urmat de studii de repaus care au început la 30 de minute după injectare.
Profilul dozimetric este comparabil cu cel al Tc-99m sestamibi, iar vezica biliară este capabilă să primească un debit de doză ridicat, de 5,4 rems/20 mCi, în comparație cu colonul pentru sestamibi. Motivul pentru această diferență se poate datora faptului că subiecții studiați au mâncat și au avut contracții ale vezicii biliare. Doza efectivă de radiație la nivelul întregului corp este de 0,8 rem/30 mCi.
Asistența medicală în medicina nucleară implică utilizarea laboratoarelor specifice de radiotrasare pentru administrarea de produse radiofarmaceutice pacienților, inclusiv proceduri terapeutice. Prin urmare, pentru imagistica medicală, radiația emisă de aceste radiofarmaceutice trebuie să fie detectată de detectori externi pentru a determina distribuția in vivo în corpul uman. În plus, pentru medicina radiofarmaceutică, radiația emisă trebuie să fie absorbită de țesuturile vizate pentru a obține efectul dorit de distrugere a celulelor canceroase. Prin urmare, teranoterapia necesită o înțelegere a tipului de radioactivitate, a cantității administrate, inclusiv a emisiilor de radiații și a modului în care aceasta interacționează cu țesuturile sănătoase din jurul corpului uman pentru a personaliza un plan de tratament.
- Celelalte videoclipuri de mai jos arată modulul de radiotrasare utilizat în laboratorul de radiotrasare:
You Are Here:Home ”