טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים באמצעות 64-נחושת כעוקב לחקר הפרעות הקשורות לנחושת
28 באפריל 2023
הפרוטוקול הנוכחי מתאר כיצד לבצע 64Cu PET/CT והדמיית PET/MRI בבני אדם כדי לחקור הפרעות הקשורות לנחושת, כגון מחלת וילסון, ואת השפעת הטיפול על חילוף החומרים של נחושת.
שיטה זו כבר הוכחה כמשמעותית במחקר של מחלת וילסון מכיוון שאנו יכולים לדמיין את התפלגות הנחושת בחולים. היתרון של דימות PET מנחושת טמון ביכולת לנטר את הפיזור הביולוגי שלה בגוף, מה שמקל על הדמיה לא פולשנית וכימות של ריכוז הנחושת באיברים שונים. טכניקה זו יכולה לשמש באבחון מחלת וילסון ובמסגרות מחקר לבדיקת השפעות הטיפול.
בעתיד, הטכניקה עשויה לשמש גם במסגרות קליניות לניטור אפקט הטיפול, ואולי במחלות אחרות עם מטבוליזם נחושת מופרע. כדי להתחיל, ללבוש כפפות פלסטיק. באמצעות פינצטה ארוכה, לחטא היטב את קרום הגומי של נותב המכיל בקבוק זכוכית בתוך מיכל עופרת עם ספוגית חיטוי.
הכניסו קנולה קצרה לתוך הממברנה באמצעות פינצטה כדי למנוע זליגה מהוואקום בתוך הבקבוק. בעזרת פינצטה, הכניסו קנולה ארוכה יותר לתוך הממברנה כדי לצייר את תמיסת הנותב. הכנס מזרק פלסטיק בגודל מתאים לתוך הקנולה הארוכה וצייר את הנפח המחושב של נותב.
באמצעות פינצטה, לחבר קנולה עם מכסה כדי לסגור את המזרק בזהירות להעביר את המזרק לכיול מינון כדי למדוד את הרדיואקטיביות. יש לאחסן אותו במיכל עופרת עד לשימוש. למדוד את הרדיואקטיביות במזרק באמצעות כיול המינון.
שים לב לשעה ולפעילות בגליון העבודה. לובשים כפפות פלסטיק, מסירים בזהירות את הכובע והקנולה מהמזרק באמצעות פינצטה סטרילית. חבר את המזרק לגישה לעירוי של המטופל.
שים לב לשעה בגליון העבודה. ולהזריק את הנותב בתנועה יציבה אחת. לאחר ההזרקה, הסר את המזרק מהגישה לעירוי.
החליפו את הפקק והקנולה שעל המזרק ושמרו כך עד למדידת הרדיואקטיביות הנותרת. שטוף את הגישה IV עם תמיסת מלח כדי לנקות כל נותב שנותר. שימו לב שוב לשעה.
לאחר מכן מדוד את הרדיואקטיביות הנותרת הקיימת במזרק ורשום אותה בדף העבודה. עבור מתן אוראלי, שהיא דרך נוספת של מתן נותב, יוצקים 100 מיליליטר של לבבי לתוך פלסטיק רכה חד פעמית. בעזרת פינצטה, להסיר את הפקק ואת קנולה מן המזרק.
לאחר מכן, תוך לבישת כפפות פלסטיק, הזריקו בזהירות את הנותב לתוך הכוס מבלי להישפך. משכו כמות קטנה מהלבבי לתוך המזרק והזריקו אותו בחזרה לכוס כדי להבטיח ערבוב נכון. מניחים קשית פלסטיק בכוס ומוסרים את הכוס למשתתף.
שים לב לשעה בגליון העבודה. ולאפשר למשתתף לשתות את התערובת. הכניסו את הכוס, הקש והמזרק הריקים לשקית ניילון חד פעמית והכניסו אותם למיכל העופרת במידת האפשר.
שימו לב לשעה ומדדו את שאריות הרדיואקטיביות בשקית החד פעמית עם המזרק, הפלסטיק והקשית. הניחו את המשתתף במצב שכיבה בסורק. התאם את מיקום הסורק לפני תחילת הסריקה.
בצע סקירה, CT או סריקת MR כדי לתכנן את האזור הספציפי שייבדק במהלך סריקת PET. בפרוטוקול סריקת PET, יש לציין את זמן ההגרלה, ההזרקה, מדידת השאריות ורמות הרדיואקטיביות במדידת הגרלה ושאריות. הורד את נתוני הסריקה כקובצי DICOM והעבר אותם לתוכנית ניתוח, כגון PMOD.
התאם את הגדרות הטון של סריקות כדי להבדיל בין המבנים האנטומיים. עבודה במישור האופקי, למקם את הכבד ואת המבנים הגדולים. מקם נפח עניין מתאים או VOI מרובים באונה הימנית של הכבד במישורים אופקיים שונים כדי לקבל את מדידות ערך ספיגה סטנדרטיות מדויקות ביותר, בהתחשב בכך שהערך עשוי להשתנות ב -5% בתוך אונת הכבד הימנית.
חשב את ערך הספיגה הסטנדרטי הממוצע של VOI אלה. במחקר, שהשווה בין נבדקים בריאים לחולים עם מחלת וילסון, התפלגות הנחושת נוטרה שש ו-20 שעות לאחר ההזרקה. בחולים, נחושת הצטברה בכבד.
בעוד שאצל נבדקים בריאים, הנחושת נראית במקטעי מעיים עם אותות גבוהים יותר, מה שמצביע על הפרשת נחושת מרה. 64 סריקות נחושת נערכו באמצעות נותב שניתן דרך הפה בשני אנשים נפרדים עם מחלת וילסון עם וללא טיפול באבץ. טיפול באבץ מפחית ביעילות את ספיגת הנחושת במערכת העיכול ולאחר מכן מוריד את הצטברות הנחושת בכבד.
אצל אדם בריא, ארבעה שבועות של טיפול באבץ הפחיתו את תכולת הנחושת בכבד לכ-50% מהתוכן שלפני הטיפול בקבוצה. זכור לחפש מבנים גדולים בכבד בעת הצבת VOIs. וזכרו להתאים את גודל ה-VOI לגודל האיבר כדי למנוע זליגה מאיברים אחרים.
ההליך יכול להיות מרוצף עם דגימת דם עורקי על מנת לבצע ניתוח קינטית. בנוסף לדם, ניתן למדוד את פעילות נחושת-64 גם בשתן ובצואה.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
פרוטוקול זה מתאר את השימוש בטכניקות דימות 64 Cu PET/CT ו-PET/MRI לחקירת הפרעות הקשורות לנחושת, ובמיוחד מחלת וילסון. השיטה מאפשרת הדמיה כמותית ולא פולשנית של התפלגות הנחושת בגוף.
מרכיבי מחקר מרכזיים
תחום המדע
- מדעי העצבים
- דימות רפואי
- הפרעות מטבוליות
רקע
- מחלת וילסון היא הפרעה גנטית המובילה להצטברות נחושת בגוף.
- דימות PET של נחושת מאפשר להעריך את חילוף הנחושת.
- טכניקת דימות זו יכולה לסייע הן באבחנה והן במעקב אחר הטיפול.
- יישומים עתידיים עשויים להתרחב למחלות אחרות המלוות בהפרעות בחילוף הנחושת.
מטרת המחקר
- להדמיית פיזור הנחושת במטופלים עם מחלת וילסון.
- לניטור השפעות הטיפול על חילוף הנחושת.
- להקל על הליכים אבחנתיים לא פולשניים.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- הכנת הסמן באמצעות ציוד שעבר חיטוי.
- טכניקות דימות 64 Cu PET/CT ו-PET/MRI.
- ניטור לא פולשני של ריכוז נחושת באיברים שונים.
- יישום הן במסגרות קליניות והן במסגרות מחקר.
תוצאות עיקריות
- הדמיה מוצלחת של התפלגות נחושת בחולים עם מחלת וילסון.
- כימות ריכוז הנחושת באיברים שונים.
- הוכחת פוטנציאל לניטור השפעת הטיפול.
- יישומים עתידיים מבטיחים בהפרעות אחרות במטבוליזם של נחושת.
מסקנות
- דימוי PET של נחושת הוא כלי בעל ערך בחקר מחלת וילסון.
- הוא מספק תובנות לגבי מטבוליזם של נחושת ויעילות הטיפול.
- מחקרים נוספים עשויים להרחיב את השימוש בו בפרקטיקה הקלינית.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
דימות PET/CT ו-PET/MR באמצעות נחושת-64 מאפשר מיפוי כמותי ולא פולשני של התפלגות הנחושת בגוף, ובכך מספק תמיכה ישירה בהסרת סיכונים מכנית (de-risking) בהפרעות במטבוליזם של נחושת. יכולת זו מגבירה את הביטחון החזוי לגבי מעורבות המטרה (target engagement) והערכת השפעת הטיפול, במיוחד עבור מחלת וילסון ומצבים מטבוליים קשורים. שילוב של סמני דימות אלה בנתיבי מחקר מוקדמים וטרנסלציונליים מסייע בקבלת החלטות מותאמות סיכונים לגבי תיקי פיתוח ומאיץ את תיקוף ההיפותזות הטיפוליות.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר ויזואליזציה ישירה של הובלת נחושת והצטברות ספציפית באיברים in vivo.
- תומך בתיקוף פונקציונלי של מטרות במטבוליזם של נחושת במערכות רלוונטיות למחלה.
- מסייע בהפחתת סיכונים מכניסטיים על ידי כימות שינויים בקינטיקה של נחושת המושרים על ידי טיפול.
- מספק נקודות סיום כמותיות לבדיקת השערות במחקר של הפרעות מטבוליות.
סריקה ופיתוח בדיקות
- מבסס מדדי דימות מתוקפים עבור התפלגות נחושת וספיגה באיברים.
- מסטנדרט את המדדים הכמותיים של PET, כגון ערכי ספיגה סטנדרטיים (SUVs), לצורך השוואה בין מחקרים.
- מאפשר הערכה הדירה של השפעות פרמקודינמיות במודלים פרה-קליניים וקליניים.
- תומך במוכנות המערך להערכת התערבויות מועמדות המכוונות למטבוליזם של נחושת.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מקשר בין סממנים ביולוגיים של דימוי לבין נקודות קצה רלוונטיות למחלה עבור מחלת וילסון והפרעות קשורות.
- מספק רצף תרגומי ממודלים פרה-קליניים למחקרים בבני אדם באמצעות פרוטוקולי דימוי שמורים.
- מאפשר קבלת החלטות על קידום מותאם סיכונים בהתבסס על נתוני זרימת נחושת כמותיים ברמת האיבר.
- תומך בסטרטפיקציה של חולים ובניטור טיפולי מונחה-סממנים במחקר קליני.
שילוב תהליכי עבודה וצינורות עיבוד
דימות PET באמצעות 64-Copper משלב שלבים החל מגילוי מוקדם דרך מחקר תרגומי ופרה-קליני, ומגשר בין מחקרים מכניסטיים להערכה קלינית של התערבויות במטבוליזם של נחושת.
- ביולוגיה של הגילוי: מכמת תזרימי נחושת כדי לבחון היפותזות מכניסטיות ולהבהיר מסלולים מטבוליים.
- סינון: מספק נקודות קצה של דימות כמותיות וסטנדרטיות להערכת תרכובות.
- אנליטיקה: מספק ערכי ספיגה ספציפיים לאיברים ונתונים קינטיים להשוואה סטטיסטית חזקה.
- מחקר תרגומי: מבטיח רציפות של סמנים ביולוגיים בדימות ממודלים של בעלי חיים למחקרי בני אדם.
- שימוש חוזר ארגוני: מקיים פלטפורמת דימות לשימוש חוזר לצורך מחקר של הפרעות הקשורות לנחושת ופיתוח טיפולי.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי ומפחית עמימות מכניסטית במחקר על חילוף חומרים של נחושת.
- ערך תפעולי: סטנדרטיזציה של פרוטוקולי הדמיה וניתוח כמותי לצורך הדירות ויכולת הרחבה.
- ערך אסטרטגי: מסייע בקבלת החלטות של "המשך/עצור" ומבצע אופטימיזציה של הקצאת הון על ידי אספקת מדדי יעילות מוקדמים.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תעדוף מותאם סיכון של תוכניות טיפוליות המכוונות לנחושת.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בטיפול במסמני רדיו ובתפעול הדמיית PET/CT או PET/MR.
- מחייב גישה למכליברי דוזים (dose calibrators), סורקי הדמיה ותוכנה לניתוח כמותי (למשל, PMOD).
- מחייב סטנדרטיזציה של פרוטוקולי ההדמיה וזרימות העבודה לניתוח נתונים בין צוותים שונים.
- התאמה בין מינים ומודלים של מחלות עשויה לדרוש אופטימיזציה של הפרוטוקול בהתאם לגודל האיבר וקינטיקת המסמן.
- מגבלות מעשיות כוללות את זמינות מסמני הרדיו, טיפול רגולטורי והצורך בתיעוד מדויק של תזמון ומדידות.
