Summary
O presente protocolo descreve como realizar imagens de PET/CT e PET/RM de 64em humanos para estudar distúrbios relacionados ao cobre, como a doença de Wilson, e o efeito do tratamento no metabolismo do cobre.
Abstract
O cobre é um oligoelemento essencial, atuando em catálise e sinalização em sistemas biológicos. O cobre radiomarcado tem sido usado há décadas no estudo do metabolismo básico do cobre humano e animal e de distúrbios relacionados ao cobre, como a doença de Wilson (DM) e a doença de Menke. Uma adição recente a este kit de ferramentas é a tomografia por emissão de pósitrons (PET) de 64 cobre (64), combinando a imagem anatômica precisa dos modernos scanners de tomografia computadorizada (TC) ou ressonância magnética (RM) com a biodistribuição do sinal traçador PET de 64. Isso permite o rastreamento in vivo dos fluxos e cinética de cobre, visualizando diretamente o tráfego e o metabolismo de órgãos de cobre humanos e animais. Consequentemente, a PET 64é adequada para avaliar os efeitos clínicos e pré-clínicos do tratamento e já demonstrou a capacidade de diagnosticar a DP com precisão. Além disso, 64estudos de PET/CT de provaram ser valiosos em outras áreas científicas, como pesquisa de câncer e acidente vascular cerebral. O presente artigo mostra como realizar 64PET/CT ou PET/RM em humanos. Os procedimentos para manuseio de 64, preparo do paciente e configuração do scanner são demonstrados aqui.
Introduction
O cobre é um cofator catalítico vital que conduz múltiplos processos bioquímicos importantes essenciais para a vida, e defeitos na homeostase do cobre são diretamente responsáveis por doenças humanas. Mutações nos genes ATP7A ou ATP7B , que codificam as ATPases transportadoras de cobre, causam as doenças de Menke e Wilson, respectivamente. A doença de Menke (ATP7A) é uma rara desordem letal de hiperacúmulo intestinal de cobre com grave deficiência de cobre nos tecidos periféricos e déficits de enzimas dependentes de cobre1. A doença de Wilson (DM) (ATP7B) é uma doença rara caracterizada pela incapacidade de excretar cobre em excesso para a bile, resultando em sobrecarga de cobre e subsequente lesão de órgãos, afetando mais gravemente o fígado eo cérebro2.
Estudos sobre o metabolismo do cobre têm utilizado cobre radiomarcado (geralmente 64-cobre [64] ou 67-cobre) há décadas, e esses estudos têm se mostrado inestimáveis para nossa compreensão do metabolismo do cobre em mamíferos, incluindo o local de absorção e as vias de excreção 3,4,5,6. Anteriormente, contadores gama eram usados para detectar o sinal radioativo com uma resolução anatômica limitada, mas recentemente, a tomografia por emissão de pósitrons (PET) de 64combinada com tomografia computadorizada (TC) ou ressonância magnética (RM) foi introduzida em estudos em humanos e animais. Hoje, os scanners PET têm uma sensibilidade tão alta que é possível rastrear 64por até 70 h após a injeção. A meia-vida longa de 12,7 h para 64permite a avaliação a longo prazo dos fluxos de cobre. Essa melhora na resolução entrou recentemente no campo dos estudos do cobre, e estudos sobre o metabolismo normal e patológico do cobre, bem como estudos avaliando o impacto de tratamentos específicos, estão começando a surgir. Além disso, a introdução de scanners PET de corpo inteiro com um campo de visão alargado aumentará ainda mais a sensibilidade destes exames.
Este artigo metodológico visa permitir que clínicos e cientistas adicionem 64PET CT/MRI ao repertório de ferramentas existentes como um método robusto e fácil de usar para avaliar o metabolismo do cobre de maneira comparável entre os departamentos de medicina nuclear. A produção de cobre 64pode ser realizada usando diferentes métodos e geralmente é realizada em instalações especiais. Dentre as reações nucleares, o método de 64 Ni (p, n) 64 é amplamente utilizado, uma vez que um alto rendimento de produção de 64pode ser obtido com prótons de baixa energia nessa rota 7,8. Uma descrição detalhada dos métodos de produção está fora do escopo deste trabalho, e a disponibilidade será diferente por país e região.
Neste artigo, descrevemos primeiramente a preparação da radioquímica necessária e do traçador. Em seguida, são demonstrados os princípios para o preparo dos equipamentos de PET/CT ou PET/RM.
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Protocol
Alguns ensaios clínicos usando este protocolo PET/CT ou PET/MRI de 64foram aprovados pelo Comitê de Ética Regional da Região Midt, Dinamarca [1-10-72-196-16 (EudraCT 2016-001975-59), 1-10-72-41-19 (EudraCT 2019-000905-57), 1-10-72-343-20 (EudraCT 2020-005832-31), 1-10-72-25-21 (EudraCT 2021-000102-25) e 1-10-72-15-22 (EudraCT 2021-005464-21)]. Consentimento informado por escrito foi obtido dos participantes no momento da inscrição. Os critérios de inclusão para todas as participantes foram idade >18 anos e para o sexo feminino o uso de contracepção segura. Os critérios de exclusão para pacientes com doença de Wilson foram cirrose descompensada, escore Model for End-stage Liver Disease (MELD) >11 ou escore de Nazer modificado >6. Os critérios de exclusão para todas as participantes foram hipersensibilidade conhecida a 64ou outros ingredientes na fórmula traçadora, gravidez, amamentação ou desejo de engravidar antes do final do estudo.
1. Preparação de 64CuCl2
- Dissolver o sólido 64CuCl2 em ácido clorídrico (0,1 M) e adicionar tampão acetato de sódio (0,5 M) para aumentar o pH para ~5. Formular com soro fisiológico e filtrar esterilizar a solução, passando-a através de um filtro de 0,22 μm (ver Tabela de Materiais).
NOTA: O tampão acetato de sódio (0,5 M) é produzido a partir de acetato de sódio trihidratado e água estéril que é passada através de um filtro esterilizante de 0,22 μm. - Para o controle de qualidade da solução de 64CuCl2 produzida, realizar medição de pH, teste de endotoxina bacteriana, determinação da pureza radioquímica e identificação radionuclídica 7,8.
- Armazene o produto em um recipiente de chumbo à temperatura ambiente e mantenha-o em quarentena até que todas as especificações de controle de qualidade tenham sido satisfatoriamente atendidas.
NOTA: Para o presente estudo, 64CuCl2 foram produzidos com uma pureza radionuclídica ≥99% e uma pureza radioquímica ≥95%. O sólido 64CuCl2, utilizado como matéria-prima, foi obtido de uma fonte comercial (ver Tabela de Materiais).
2. Preparação do scanner PET
- Execute uma verificação de qualidade (QC)9 no scanner, seguindo o protocolo do fabricante (consulte a Tabela de Materiais).
NOTA: Os CQ devem ser realizados diariamente pela manhã antes dos exames do paciente.
3. Desenho do traçador para injeção intravenosa (IV) e por administração oral (PO)
- Use luvas de plástico e retire a tampa do recipiente de chumbo.
- Use pinças longas para desinfetar a membrana de borracha do frasco de vidro contendo traçador dentro do recipiente de chumbo com um cotonete de desinfecção.
- Use uma pinça para inserir uma cânula curta (~0,5 mm x 16 mm) na membrana para evitar o transbordamento do vácuo dentro do frasco.
- Use uma pinça para inserir uma cânula mais longa para desenhar. Esta cânula deve ser longa o suficiente para alcançar o fundo do frasco (geralmente 50 mm).
- Certifique-se de que o calibrador de dose (ver Tabela de Materiais) está calibrado para 64. Calcule um volume aproximado para desenhar para o primeiro sorteio.
OBS: A partir dos relatórios de controle de qualidade química, a quantidade de atividade e o volume do líquido estarão disponíveis, permitindo o cálculo de um volume aproximado a ser sacado. - Use luvas de plástico, insira uma seringa de plástico de tamanho adequado na cânula longa e desenhe o volume calculado. Este volume dependerá da concentração de 64 no produto e de quanto 64é decidido para o protocolo (ver Cálculos de dose nos resultados representativos).
- Use uma pinça para segurar a cânula enquanto move a seringa para o calibrador de dose para medir a radioatividade.
- Continue desenhando até que a quantidade de radioatividade apropriada seja atingida. Aproximadamente 5% do traçador permanecerá na seringa e cânula após a injeção.
NOTA: O 64não deve ser diluído em água salgada, pois o traçador pode precipitar. Assim, a seringa não pode ser enxaguada com água salina após a injeção (isto não é relevante para a administração PO). - Com a pinça, aplique uma cânula com tampa (cânula de ~16 mm) para fechar a seringa e guarde-a em um recipiente de chumbo até a aplicação.
4. Aplicação do marcador
- Injeção intravenosa
- Insira uma cânula intravenosa (~22 G, 25 mm), de preferência em uma veia cubital, e enxágue com água salina para garantir a colocação correta.
NOTA: Uma planilha com o nome do participante, um carimbo ou assinatura para liberação do controle de qualidade do traçador e pontos de tempo e radioatividade para desenho, injeção e sobras do traçador devem estar disponíveis. - Meça a radioatividade na seringa usando o calibrador de dose disponível e anote o tempo e a atividade na planilha.
- Transporte a seringa em um recipiente de chumbo até a cabeceira do leito do participante.
- Se ocorrer algum transbordamento da injeção, coloque um guardanapo sob o cotovelo do participante para que a radioatividade derramada possa ser medida.
- Com uma pinça, retire a tampa/cânula da seringa e, com luvas plásticas, conecte a seringa ao acesso IV. Observe o tempo na planilha e injete em um movimento constante.
NOTA: Como mencionado anteriormente, a seringa não deve ser enxaguada com soro fisiológico, pois o traçador pode precipitar. - Retire a seringa do acesso IV, coloque a tampa/cânula e coloque-a no recipiente de chumbo com o guardanapo, se necessário.
- Enxaguar o acesso IV com água salina.
- Observe o tempo e a radioatividade restante na seringa na planilha.
NOTA: A atividade injetada é calculada como a diferença entre a atividade da seringa antes e depois da injeção, mas usando o protocolo PET scan para corrigir a deterioração. Assim, todos os três momentos (medidas de sorteio, injeção e sobras) e a radioatividade medida no sorteio e as medidas de sobras são inseridos no protocolo PET scan quando o participante é escaneado (ver passo 5). - Destinar as sobras de material de forma adequada, de acordo com as normas de segurança institucional.
- Remova o acesso IV. Caso surjam reações alérgicas, deixe o acesso IV por 30 min.
- Insira uma cânula intravenosa (~22 G, 25 mm), de preferência em uma veia cubital, e enxágue com água salina para garantir a colocação correta.
- Administração oral
NOTA: Uma planilha com o nome do participante, um carimbo ou assinatura para liberação do controle de qualidade do traçador e pontos de tempo e radioatividade para desenho, administração e sobras do traçador devem estar disponíveis.- Em um copo plástico descartável e macio, despeje cerca de 100 mL de água ou cordial; o 64é insípido. Um canudo plástico descartável e um pequeno saco plástico descartável devem estar disponíveis.
- Meça a radioatividade na seringa usando o calibrador de dose disponível e anote o tempo e a atividade na planilha.
- Transporte a seringa em um recipiente de chumbo até a cabeceira do leito do participante. O participante deve estar sentado em uma cama ou cadeira.
- Retire a tampa/cânula da seringa com uma pinça e, usando luvas plásticas, injete o traçador no copo, tomando cuidado para não derramar nenhum. Retire um pouco da água/cordial e injete-a no copo novamente.
- Coloque um canudo plástico no copo (isso é para minimizar o risco de transbordamento quando o participante bebe).
- Anote o tempo na planilha e deixe o participante beber. O copo deve estar o mais vazio possível.
- Coloque o copo e o canudo vazios no saco plástico descartável com a seringa vazia e coloque-os no recipiente de chumbo.
- Observe o tempo e meça a radioatividade restante na seringa. Observação na planilha.
NOTA: A atividade injetada é calculada como a diferença entre a atividade da seringa antes e depois da injeção, mas usando o protocolo PET scan para corrigir a deterioração.
Assim, todos os três momentos (sorteio, injeção e sobras) e a radioatividade medida no sorteio e na medição de sobras são inseridos no protocolo PET scan quando o participante é escaneado (ver Scan).
- Destinar as sobras de material de forma adequada, de acordo com as normas de segurança institucional.
NOTA: Observar o participante para reações alérgicas agudas por 30 minutos após a ingestão pode ser apropriado.
5. Varreduras PET
- Coloque o participante em decúbito dorsal no scanner.
- Execute uma tomografia computadorizada ou ressonância magnética de visão geral para planejar a região específica a ser examinada durante o PET scan.
- Observe o tempo de sorteio, injeção e medida de sobras, e a radioatividade no sorteio e na medida de sobras no protocolo PET.
- Execute a varredura PET seguindo as etapas abaixo.
OBS: O protocolo PET scan deve ser padronizado em relação à duração do exame e aos parâmetros de reconstrução da imagem para todos os participantes de um mesmo estudo; relatos publicados devem ser seguidos10,11,12.- Realizar varreduras PET estáticas com um tempo de varredura de 4,5 min/posição de leito por até 24 h após a administração do traçador e 10 min/leito por até 68 h após a administração do traçador (para maiores detalhes, consulte Exame sob os resultados representativos).
NOTA: Durante a varredura PET dinâmica, o decaimento é continuamente registrado e, posteriormente, segmentado em uma estrutura de quadro. Isso permite a seleção de quadros de intervalos de tempo curtos para enfatizar a dinâmica da distribuição de 64e quadros de intervalos de tempo mais longos para priorizar a sensibilidade. Tipicamente, intervalos mais curtos são selecionados logo após a injeção e aumentados gradualmente a partir de10.
- Realizar varreduras PET estáticas com um tempo de varredura de 4,5 min/posição de leito por até 24 h após a administração do traçador e 10 min/leito por até 68 h após a administração do traçador (para maiores detalhes, consulte Exame sob os resultados representativos).
6. Reconstrução de imagens
- Reconstrua as imagens usando as melhores correções disponíveis para atenuação, dispersão, tempo de voo e função de dispersão de pontos.
NOTA: Os parâmetros de reconstrução da imagem devem ser cuidadosamente selecionados para otimizar as propriedades da imagem, como recuperação de sinal e sinal-ruído. Para estudos multicêntricos, é fundamental padronizar a qualidade da imagem entre os centros.
7. Análise dos dados
NOTA: O presente estudo descreve um método simples para quantificar o conteúdo de 64no fígado. O sinal PET é medido como valor padrão de captação (SUV), a concentração de radioatividade tecidual ajustada para o peso do participante da atividade injetada e/ou quilobecquerel (kBq) por mL de tecido.
- Baixe dados para um programa adequado, por exemplo, arquivos Dicom, para PMOD.
NOTA: Existem provavelmente muitos programas diferentes para analisar imagens PET, como Hermes ou PMOD (consulte Tabela de Materiais). - Ajustar os tons da TC/RM para diferenciar as estruturas anatômicas.
- Certifique-se de que o exame anatômico e o PET scan estejam sobrepostos.
- Trabalhando no plano horizontal com a melhor ressonância magnética ou tomografia computadorizada, localize o fígado e as grandes estruturas.
- Coloque um volume apropriado de interesse (VOI) ou múltiplas VOIs no fígado.
NOTA: UM VOI é uma área definida de tecido onde o SUV é medido. Um VOI consiste em múltiplas regiões de interesse (ROIs), que são áreas de tecido em um plano. Muitos programas têm VOIs esféricas como uma pré-configuração, o que significa que múltiplas ROIs (uma em cada plano) não precisam ser desenhadas para constituir uma VOI. O lobo direito do fígado tende a ser mais homogêneo e, portanto, uma boa posição para colocar VOIs. - Coloque várias VOIs no lobo direito do fígado em diferentes planos horizontais para obter a medida mais precisa da atividade, pois o SUV pode variar um pouco (~5%) no lobo hepático direito. Calcule o SUV médio desses VOIs.
- Para quantificar o SUV, por exemplo, em todo o fígado, desenhe ROIs cobrindo todo o volume hepático em cada plano para estudos dosimétricos.
NOTA: Evite grandes estruturas como artérias e veias ao usar este método.
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Representative Results
Cálculo da dose
Com base nos cálculos dosimétricos, a dose efetiva de radioatividade para administração IV é de 62 ± traçador de 5 μSv/MBq10. Assim, recomenda-se uma dose de 50 MBq, dependendo do período de tempo. Até 75-80 MBq é aplicável para exames mais longos e fornece imagens de boa qualidade sem exceder uma dose eticamente aprovada. A dose efetiva para administração oral é de 113 ± traçador de 1 μSv/MBq, devido ao acúmulo intestinal do traçador. Assim, uma dose menor precisa ser considerada, e por até 24 h após a injeção, 30 MBq são suficientes para produzir imagens de alta qualidade. As participantes férteis do sexo feminino devem sempre ser solicitadas para um teste de gravidez negativo antes da aplicação do traçador.
Varredura
Para exames muito longos, realizados para seguir a biodistribuição e cinética de 64por horas ou dias, o exame PET é realizado como múltiplas varreduras estáticas separadas de PET. Isso permite que o paciente descanse entre os exames de PET. A duração de cada exame PET é ajustada para alcançar a melhor qualidade de imagem (ou seja, o tempo de exame é prolongado à medida que o traçador injetado decai). Um exemplo de tempos de varredura que fornecem imagens de boa qualidade é a posição de 4,5 min/leito por até 20 h após a administração do traçador e a posição de 10 min/leito por até 68 h após a administração do traçador. Tempos de exame mais longos podem proporcionar uma qualidade de imagem ainda melhor, mas exames muito longos são inviáveis e desconfortáveis para o paciente. Assim, a duração dos exames é limitada por questões práticas.
Análise de dados
O SUV é uma excelente medida para comparar indivíduos (por causa do ajuste de peso) e comparar os mesmos indivíduos antes e depois de uma intervenção. Um desvio padrão do SUV no VOI está disponível no programa de análise de dados (por exemplo, PMOD). Este desvio padrão aumenta com o tempo após a injeção, pois o ruído aumenta.
A Figura 1 mostra 64no corpo 6 h e 20 h após a injeção IV de ~70 MBq em um indivíduo saudável e um indivíduo com DP10. As imagens são qualitativamente fáceis de interpretar, pois o 64é rapidamente visível na vesícula biliar (difícil de ver na figura), intestino delgado e, mais tarde, no cólon, enquanto se acumula no fígado do paciente. O intestino também é visível no exame do paciente, no entanto, isso não é de 64no lúmen intestinal, mas sim dos vasos sanguíneos intestinais. O intestino é visto pelo 64 sendo mais homogeneamente distribuído ao longo de todo o segmento intestinal, enquanto em indivíduos saudáveis, o 64é visível em segmentos com sinais mais altos. O conteúdo de 64no fígado foi posteriormente quantificado colocando-se cinco VOIs esféricas com diâmetro de 10 mm em diferentes planos no lobo hepático direito, obtendo-se uma média de SUV no órgão para cada participante, calculando-se então a média SUV do grupo para comparação entre os grupos.
Figura 1: PET scan mostrando a distribuição de 64em indivíduos saudáveis e com DP após administração IV. Esta figura mostra 64no corpo 6 h e 20 h após a injeção IV de ~70 MBq traçadores. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
A Figura 2 mostra os resultados de 64exames de com o traçador administrado por via oral em dois indivíduos. Ambos são pacientes com DM, mas o indivíduo de baixo está sob tratamento com zinco, demonstrando que o tratamento com zinco reduz a captação de cobre no intestino e, portanto, no fígado; Esse é um efeito bem conhecido do tratamento com zinco13. Embora o traçador administrado por via oral seja a maneira fisiológica de ingerir cobre, pode ser difícil de usar para diagnóstico, pois apenas 50% do 64é levado do intestino para a circulação sistêmica (a maior parte do traçador vai para o fígado). Entretanto, para demonstrar os efeitos dos fármacos farmacológicos sobre a captação de cobre, o que pode ser de grande interesse na DP, o método tem se mostrado valioso11. Isso pode ser visto na Figura 3, na qual o mesmo indivíduo foi escaneado com 64por via oral antes e após 4 semanas de tratamento com zinco11. A hipótese do estudo foi quantificar o efeito do zinco no bloqueio da captação intestinal de cobre, estimando o conteúdo de cobre no fígado. O estudo foi realizado com diferentes sais de zinco e regimes de dose e demonstra as qualidades do método em testar os efeitos do tratamento. A capacidade do método de quantificar outros efeitos do tratamento em animais e humanos está sendo testada.
Figura 2: PET scan mostrando distribuição de 64em dois pacientes com DP após administração oral. O paciente no painel superior está sem tratamento com zinco, e o paciente no painel inferior está em tratamento com zinco. Observe a diferença de sinal no fígado. Gráfico mostrando SUV hepático. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3: Efeitos de drogas farmacológicas na absorção de cobre. PET/CT usando 64administrados por via oral antes (A) e após (B) 4 semanas de tratamento com zinco. O participante é um indivíduo saudável (observe os 64na vesícula biliar, o que não seria visto em um paciente com DP). O tratamento com zinco reduziu o teor de 64no fígado para cerca de 50% do conteúdo pré-tratamento no grupo (10 participantes). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
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Discussion
O método é como qualquer outro método PET, mas a longa meia-vida de 12,7 h oferece a oportunidade de investigar fluxos de cobre a longo prazo (temos bons resultados de até 68 h após a injeção IV do traçador). Todas as etapas do protocolo devem ser manuseadas por pessoal familiarizado com PET, embora não sejam mais críticas do que qualquer outro exame PET.
Solucionando problemas
Como muitas vezes usamos 64para investigações de longo prazo, o sinal PET será mais ruidoso do que o normal. Isso é importante lembrar ao quantificar os sinais do PET, particularmente em órgãos menores, como a vesícula biliar. O sinal na vesícula biliar será difícil de distinguir do transbordamento do fígado e do cólon. Nesse caso, VOIs menores centrais no órgão são as mais confiáveis.
A quantidade de 64no fígado, de nossa experiência, tende a variar entre os indivíduos apesar da injeção IV (uma variação bastante grande na captação do traçador do intestino deve ser esperada com um traçador administrado por via oral). Isso limita as comparações entre indivíduos e exige o uso de razões em vez de números definidos. Se a administração por traçador oral for preferida, recomenda-se manter os indivíduos do ensaio em uma dieta padronizada por um mínimo de 24 h antes da ingestão do traçador para limitar as diferenças intraindividuais, pois diferentes alimentos podem interferir com o cobre e, portanto, com a absorção de 6411.
Limitações
Quando o método PET 64 é usado, assume-se que o cobre "quente" (64) age como o cobre "frio" no corpo. No entanto, isso não é certo e, portanto, não podemos determinar se o cobre "quente" é tratado de forma diferente no corpo. A partir dos resultados atuais, no entanto, acreditamos que o cobre "quente" age como o cobre "frio". Um aumento na radioatividade sanguínea após 20 h é observado em indivíduos saudáveis, indicando que o 64está embutido na ceruloplasmina. Esse aumento não é visto em pacientes com DP, que não podem construir cobre na proteína transportadora de cobre por causa de seu transtorno. Isso e a falta de excreção do traçador nos pacientes apontam para 64atuando como cobre "frio".
Embora 68 h seja um longo tempo para seguir um traçador radioativo, ainda deve ser considerado uma imagem temporária do que acontece com o cobre no corpo. Um exemplo é que, embora a excreção de 64 seja observada em indivíduos heterozigotos para o gene WD e, portanto, mais 64no fígado após 20 h, eles não têm doença hepática porque, a longo prazo, não acumulam cobre.
Até agora, não se sabe se há uma correlação entre o acúmulo de cobre de curto prazo (até 68 h) e o acúmulo de cobre de longo prazo no fígado e em outros órgãos. Assim, o método não pode ser usado para determinar a gravidade da doença ou os efeitos a longo prazo dos agentes farmacológicos. No entanto, o método é muito útil na determinação dos efeitos a curto prazo do tratamento. Ele pode ser usado para testar se o tratamento aumenta a excreção biliar ou urinária até 68 h após a ingestão de cobre, ou se um tratamento diminui a absorção intestinal de cobre.
Significado
Experimentos com 64em DP não é uma técnica nova. De fato, a administração IV do traçador e as dosagens sanguíneas de radioatividade remontam à década de 195014. Hoje, os scanners PET de alta resolução e a combinação com TC ou RM oferecem uma oportunidade única de investigar a distribuição de 64em todo o corpo. Com o PET dinâmico, as propriedades cinéticas do traçador podem ser ainda mais elucidadas. Até agora, devido ao limitado campo de visão dos scanners PET, a realização de análises cinéticas da biodistribuição do cobre pelo corpo não tem sido viável. Atualmente, a captação dinâmica tem sido restrita ao fígado e abdome superior, mas o advento dos scanners de corpo inteiro permitirá a investigação simultânea de áreas maiores. Isso facilitará o exame do período inicial após a injeção de 64em múltiplos órgãos, mas dado que os períodos de tempo tardios após a injeção são mais relevantes para distúrbios relacionados ao cobre, espera-se que os scanners de corpo inteiro sejam mais significativos devido à sua sensibilidade aumentada. Isso permite imagens de alta qualidade mesmo em baixos níveis de radioatividade, superando as capacidades atuais dos scanners.
Aplicações futuras
Em humanos, a técnica tem mostrado potencial no diagnóstico da WD10 e na quantificação do efeito de diferentes tratamentos sobre a captação de cobre11. Em animais, o método mostrou-se capaz de demonstrar o efeito da terapia gênica da DM ao quantificar a retenção hepática de 64, bem como a excreção fecal e alterações na cinética sanguínea15. No futuro, espera-se que 64de PET/CT ou PET/RM sejam vistos em um ambiente clínico para avaliação diagnóstica e terapêutica na DM. É também altamente provável que o método faça parte de muitos ensaios clínicos envolvendo novas terapias para a DM, especialmente a terapia gênica, na qual a excreção fecal do traçador injetado IV poderia ser um marcador substituto de efeito15. Atualmente, não há bons dados para a captação de 64no cérebro, mas isso seria altamente relevante para estudos clínicos em DP.
A técnica ainda não foi explorada na doença de Menke, mas poderia potencialmente mostrar a absorção de cobre do intestino e a absorção de cobre no cérebro como um efeito de tratamento. A técnica também pode ter potencial em doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer, onde o metabolismo do cobre pode estaralterado16.
Vale a pena notar que 64 está se tornando amplamente disponível nos EUA com o uso crescente de 64-Dotatate no diagnóstico de tumores neuroendócrinos (NET). Além disso, 67está mostrando potencial na terapêutica do câncer; assim, esse traçador também pode se tornar mais disponível.
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Disclosures
Os autores não têm conflitos de interesse.
Acknowledgments
Apoiado por uma bolsa da The Memorial Foundation of Manufacturer Vilhelm Pedersen & Wife. A fundação não teve nenhum papel no planejamento ou em qualquer outra fase do estudo.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 0.22 micrometer sterilizing filter | Merck Life Science | ||
| Cannula 21 G 50 mm | BD Microlance | 301155 | |
| Cannula 25 G 16 mm | BD Microlance | 300600 | |
| Dose calibrator | Capintec CRC-PC calibrator | ||
| PET/CT scanner | Siemens: Biograph | ||
| PET/MR scanner | GE Signa | ||
| PMOD version 4.0 | PMOD Technologies LLC | ||
| Saline solution 0.9% NaCl | Fresenius Kabi | ||
| Sodium acetate trihydrate BioUltra | Sigma Aldrich | 71188 | |
| Solid 64CuCl2 | Danish Technical University Risø | ||
| Sterile water | Fresenius Kabi | ||
| Venflon 22 G 25 mm | BD Venflon Pro Safety | 393280 |
References
- Tümer, Z., Møller, L. B.
- Ala, A., Walker, A. P., Ashkan, K., Dooley, J. S., Schilsky, M. L.
- Owen, C. A. Absorption and excretion of Cu64-labeled copper by the rat. The American Journal of Physiology-Legacy Content. 207 (6), 1203-1206 (1964).
- Osborn, S. B., Roberts, C. N., Walshe, J. M. Uptake of radiocopper by the liver. A study of patients with Wilson's disease and various control groups. Clinical Science. 24, 13-22 (1963).
- Vierling, J. M., et al. Incorporation of radiocopper into ceruloplasmin in normal subjects and in patients with primary biliary cirrhosis and Wilson's disease. Gastroenterology. 74 (4), 652-660 (1978).
- Gibbs, K., Walshe, J. M. Studies with radioactive copper (64Cu and 67Cu); the incorporation of radioactive copper into caeruloplasmin in Wilson's disease and in primary biliary cirrhosis. Clinical Science. 41 (3), 189-202 (1971).
- Kume, M., et al. A semi-automated system for the routine production of copper-64. Applied Radiation and Isotopes: Including Data, Instrumentation and Methods for Use in Agriculture, Industry and Medicine. 70 (8), 1803-1806 (2012).
- Ohya, T., et al. Efficient preparation of high-quality 64Cu for routine use. Nuclear Medicine and Biology. 43 (11), 685-691 (2016).
- Koole, M., et al. EANM guidelines for PET-CT and PET-MR routine quality control. Zeitschrift für Medizinische Physik. , (2022).
- Sandahl, T. D., et al. The pathophysiology of Wilson's disease visualized: A human 64Cu PET study. Hepatology. 76 (6), 1461-1470 (2022).
- Munk, D. E., et al. Effect of oral zinc regimens on human hepatic copper content: a randomized intervention study. Scientific Reports. 12 (1), 14714 (2022).
- Kjærgaard, K., et al. Intravenous and oral copper kinetics, biodistribution and dosimetry in healthy humans studied by 64Cu]copper PET/CT. EJNMMI Radiopharmacy and Chemistry. 5 (1), 15 (2020).
- Brewer, G. J. Zinc acetate for the treatment of Wilson's disease. Expert Opinion on Pharmacotherapy. 2 (9), 1473-1477 (2001).
- Bush, J. A., et al. Studies on copper metabolism. XVI. Radioactive copper studies in normal subjects and in patients with hepatolenticular degeneration. Journal of Clinical Investigation. 34 (12), 1766-1778 (1955).
- Murillo, O., et al. High value of 64Cu as a tool to evaluate the restoration of physiological copper excretion after gene therapy in Wilson's disease. Molecular Therapy - Methods & Clinical Development. 26, 98-106 (2022).
- Squitti, R., et al. Copper dyshomeostasis in Wilson disease and Alzheimer's disease as shown by serum and urine copper indicators. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. 45, 181-188 (2018).
