Obecny protokół opisuje, jak przeprowadzić obrazowanie 64Cu PET/CT i PET/MRI u ludzi w celu zbadania zaburzeń związanych z miedzią, takich jak choroba Wilsona, oraz wpływu leczenia na metabolizm miedzi.
Artykuł metodologiczny
Obecny protokół opisuje, jak przeprowadzić obrazowanie 64Cu PET/CT i PET/MRI u ludzi w celu zbadania zaburzeń związanych z miedzią, takich jak choroba Wilsona, oraz wpływu leczenia na metabolizm miedzi.
Miedź jest niezbędnym pierwiastkiem śladowym, działającym w katalizie i sygnalizacyjnym w systemach biologicznych. Miedź znakowana radioaktywnie jest stosowana od dziesięcioleci w badaniu podstawowego metabolizmu miedzi u ludzi i zwierząt oraz zaburzeń związanych z miedzią, takich jak choroba Wilsona (WD) i choroba Menkego. Najnowszym dodatkiem do tego zestawu narzędzi jest pozytonowa tomografia emisyjna (PET) z 64 miedzi (64Cu), łącząca dokładne obrazowanie anatomiczne nowoczesnych skanerów tomografii komputerowej (CT) lub rezonansu magnetycznego (MRI) z biodystrybucją sygnału znacznikowego PET 64Cu. Pozwala to na śledzenie in vivo strumieni i kinetyki miedzi, a tym samym bezpośrednią wizualizację ruchu i metabolizmu narządów miedzianych u ludzi i zwierząt. W związku z tym 64Cu PET doskonale nadaje się do oceny klinicznych i przedklinicznych efektów leczenia i już wykazał zdolność do dokładnego diagnozowania WD. Co więcej, badania 64Cu PET/CT okazały się cenne w innych dziedzinach naukowych, takich jak badania nad rakiem i udarem. W artykule pokazano, jak wykonać 64Cu PET/CT lub PET/MR u ludzi. Przedstawiono tutaj procedury obsługi 64Cu, przygotowania pacjenta i konfiguracji skanera.
Miedź jest ważnym kofaktorem katalitycznym, który napędza wiele ważnych procesów biochemicznych niezbędnych do życia, a defekty homeostazy miedzi są bezpośrednio odpowiedzialne za choroby ludzkie. Mutacje w genach ATP7A lub ATP7B, kodujące ATPazy transportujące miedź, powodują odpowiednio choroby Menkego i Wilsona. Choroba Menkego (ATP7A) jest rzadką śmiertelną chorobą polegającą na hiperakumulacji miedzi w jelitach z ciężkim niedoborem miedzi w tkankach obwodowych i niedoborem enzymów zależnych od miedzi1. Choroba Wilsona (WD) (ATP7B) jest rzadką chorobą charakteryzującą się niezdolnością do wydalania nadmiaru miedzi z żółcią, co skutkuje przeciążeniem miedzią i późniejszym uszkodzeniem narządów, najdotkliwiej wpływając na wątrobę i mózg2.
Badania nad metabolizmem miedzi wykorzystywały radioznakowaną miedź (zwykle 64-miedź [64Cu] lub 67-miedź) przez dziesięciolecia, a badania te okazały się nieocenione dla naszego zrozumienia metabolizmu miedzi u ssaków, w tym miejsca wchłaniania i ścieżek wydalania3,4,5,6. Wcześniej liczniki gamma były używane do wykrywania sygnału radioaktywnego z ograniczoną rozdzielczością anatomiczną, ale ostatnio pozytonowa tomografia emisyjna (PET) 64Cu w połączeniu z tomografią komputerową (CT) lub obrazowaniem rezonansu magnetycznego (MRI) została wprowadzona zarówno w badaniach na ludziach, jak i na zwierzętach. Obecnie skanery PET mają tak wysoką czułość, że możliwe jest śledzenie 64Cu nawet przez 70 godzin po wstrzyknięciu. Długi okres połowicznego rozpadu wynoszący 12,7 h dla 64Cu pozwala na długoterminową ocenę topników miedzi. Ta poprawa rozdzielczości dopiero niedawno weszła w dziedzinę badań nad miedzią, a badania nad prawidłowym i patologicznym metabolizmem miedzi, a także badania oceniające wpływ określonych metod leczenia, zaczynają się pojawiać. Ponadto wprowadzenie skanerów PET całego ciała z rozszerzonym polem widzenia jeszcze bardziej zwiększy czułość tych badań.
Ten artykuł metodologiczny ma na celu umożliwienie klinicystom i naukowcom dodania 64Cu PET CT/MRI do istniejącego repertuaru narzędzi jako solidnej i łatwej w użyciu metody oceny metabolizmu miedzi w sposób porównywalny między oddziałami medycyny nuklearnej. Produkcja miedzi 64Cu może odbywać się różnymi metodami i zazwyczaj odbywa się w specjalnych zakładach. Wśród reakcji jądrowych szeroko stosowana jest metoda 64Ni (p, n) 64Cu, ponieważ wysoką wydajność produkcji 64Cu można uzyskać przy użyciu protonów o niskiej energii w tej trasie7,8. Szczegółowy opis metod produkcji wykracza poza zakres tych prac, a ich dostępność będzie się różnić w zależności od kraju i regionu.
W tym artykule najpierw opisujemy przygotowanie niezbędnej radiochemii i znacznika. Następnie przedstawiono zasady przygotowania skanerów PET/CT lub PET/MRI.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Kilka badań klinicznych wykorzystujących ten protokół 64Cu PET/CT lub PET/MRI zostało zatwierdzonych przez Regionalny Komitet Etyki Regionu Midt, Dania [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), i 1-10-72-15-22 (EudraCT 2021-005464-21)]. Pisemną świadomą zgodę uzyskano od uczestników podczas rejestracji. Kryteriami włączenia dla wszystkich uczestników był wiek >18 lat, a dla kobiet stosowanie bezpiecznej antykoncepcji. Kryteriami wykluczenia dla pacjentów z chorobą Wilsona były niewyrównana marskość wątroby, wynik modelu schyłkowej niewydolności wątroby (MELD) >11 lub zmodyfikowany wynik Nazera >6. Kryteriami wykluczenia dla wszystkich uczestników były: znana nadwrażliwość na 64Cu lub inne składniki formuły znacznikowej, ciąża, karmienie piersią lub chęć zajścia w ciążę przed końcem badania.
1. Przygotowanie 64CuCl2
2. Przygotowanie skanera PET
3. Rysunek znacznika do iniekcji dożylnej (IV) i podawania doustnie (PO)
4. Zastosowanie znacznika
5. Skanowanie PET
6. Rekonstrukcja obrazu
7. Analiza danych
UWAGA: Niniejsze badanie opisuje prostą metodę ilościowego oznaczania zawartości 64Cu w wątrobie. Sygnał PET jest mierzony jako standardowa wartość wychwytu (SUV), stężenie radioaktywności tkankowej dostosowane do masy ciała uczestnika, wstrzykniętej aktywności i/lub kilobekereli (kBq) na ml tkanki.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Obliczanie dawki
Na podstawie obliczeń dozymetrycznych skuteczna dawka radioaktywności przy podawaniu dożylnym wynosi 62 ± 5 μSv/MBq tracer10. W związku z tym zalecana jest dawka 50 MBq w zależności od ram czasowych. Do 75-80 MBq ma zastosowanie do dłuższych badań i zapewnia dobrą jakość obrazów bez przekraczania etycznie zatwierdzonej dawki. Skuteczna dawka do podawania doustnego wynosi 113 ± 1 znacznika μSv/MBq, ze względu na nagromadzenie znacznika w jelitach. W związku z t...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Metoda jest jak każda inna metoda PET, ale długi okres półtrwania wynoszący 12,7 h daje możliwość zbadania długoterminowych topników miedzi (dobre wyniki mamy do 68 godzin po wstrzyknięciu znacznika dożylnego). Wszystkie kroki w protokole muszą być obsługiwane przez personel zaznajomiony z PET, chociaż nie są one bardziej krytyczne niż jakiekolwiek inne badanie PET.
Rozwiązywanie problemów
Ponieważ często używamy 64Cu do długotrwałych badań, sygnał PET będzie g...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie pozostają w konflikcie interesów.
Wspierane przez dotację z The Memorial Foundation of Manufacturer Vilhelm Pedersen & Wife. Fundacja nie odegrała żadnej roli w planowaniu ani w żadnej innej fazie badania.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Filtr sterylizujący 0,22 mikrometra | Merck Life Science | ||
| 21 G 50 mm | BD Microlance | 301155 | |
| Kaniula 25 G 16 mm | BD Microlance | 300600 | |
| Kalibrator dawki | Capintec Kalibrator | ||
| Skaner PET/CT | Siemens: Biograph | ||
| Skaner PET/MR | GE Signa | ||
| PMOD wersja 4.0 | PMOD Technologies LLC | ||
| Roztwór soli 0,9% NaCl | Fresenius Kabi | ||
| Trójwodny octan sodu BioUltra | Sigma Aldrich | 71188 | |
| Solid 64CuCl2 | Duński Uniwersytet Techniczny Risø | ||
| Sterylna woda | Fresenius Kabi | ||
| Venflon 22 G 25 mm | BD Venflon Pro Safety | 393280 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie