Obrazowanie Biologii Komórek Nowotworowych Techniką PET

Obrazowanie Biologii Komórek
Nowotworowych Techniką
PET/CT
dr Renata Matyskiel
WUM
II Letnia Szkoła Energetyki i Chemii Jądrowej
OBRAZOWANIE BIOLOGII KOMÓREK
NOWOTWOROWYCH TECHNIKĄ
PET/CT
WŁAŚCIWOŚCI KOMÓREK
NOWOTWOROWYCH
1. STAŁE POBUDZANIE WZROSTU
2. NIEWRAZLIWOŚĆ NA SYGNAŁY
HAMUJĄCE WZROST
3. OPORNOŚĆ NA APOPTOZĘ
4.NIEOGRANICZONA MOŻLIWOŚC
REPLIKACJI
5. PODTRZYMYWANIE ANGIOGENEZY
6. ZDOLNOŚĆ DO INWAZJI
(NACIEKANIA)
I PRZERZUTOWANIA (METASTAZJI)
OGROMNA RÓŻNORODNOŚĆ KOMÓREK
GUZ STANOWI HETEROGENNĄ
POPULACJĘ KOMÓREK:
METABOLIZM
HIPOKSJA
ANGIOGENEZA
PROLIFERACJA
APOPTOZA
RECEPTORY KOMÓRKOWE
UKŁADY RECEPTOROWE
Aktywacja receptora
METABOLIZM
PROLIFERACJA
PRZEŻYCIE
MIGRACJA
Aktywacja
genów
AGIOGENEZA
APOPTOZA
ZWIĘKSZONA LICZBA RECEPTORÓW KOMÓRKOWYCH
STAŁA I NADMIERNA AKTYWACJA
BIOLOGIA
GUZA
OPTYMALNY
DOBÓR
LEKÓW
PLAN
RADIOTERAPII
RYZYKO
NAWROTU
NOWE LEKI
METABOILZM KOMÓRKI NOWOTWOROWEJ
METABOLICZNE PRZEPROGRAMOWANIE
AMINOK
WASY
GLUKOZA
LIPIDY
PALIWO
Glukoza, Aminokwasy
BIOSYNTEZA
BIAŁKA
DNA
SYNTEZA DE NOVO WOLNYCH
KWASÓW TŁUSZCZOWYCH
Synteza lipidów de novo
PROLIFERACJA
PRZEŻYCIE
INWAZJA
METASTAZJA
MARKERY LIPOGENEZY:
OCTAN , CHOLINA
11 C-OCTAN
WEWNĄTRZKOMÓRKOWA SYNTEZA FFA
11c -OCTAN
ATP
Syntaza Acetylo~CoA
ACC
Acetylo~CoA
FAS: SYNTAZA KWASÓW
TŁUSZCZOWYCH
FAS
Malonylo~CoA
FFA
11C-CHOLINA
wzmożony wychwyt choliny
świadczy o zwiększonej
aktywności proliferacyjnej
CHOLINA
Kinaza
choliny
FOSFATYDYLOCHOLINA
Analogi choliny:
18F-metylocholina
18F-etylocholina
SYNTEZA LIPIDÓW
BŁON
KOMÓRKOWYCH
LIPOGENEZA: ZASTOSOWANIE KILINCZNE
OCENA ZAAWNSOWANIA
KLINICZNEGO (STAGING)
RAK GRUCZOŁU KROKOWEGO
RAK PĘCHERZA MOCZOWEGO
RCC
HCC
MONITOROWANIE WCZESNEJ
ODPOWIEDZI NA TERAPIĘ
PROGNOZOWANIE
LECZENIA
NOWOTWORY O.U.N
NOWOTWORY GOWY I SZYI
(BADANIA WSTĘPNE)
OCENA WCZESNEJ WZNOWY
PO LECZENIU
RAK GRUCZOŁU KROKOWEGO
18FDG VS 11C- OCTAN
ŹRÓDŁO: Nobuyuki Oyama,; Hironobu Akino, ; Hiroshi Kanamaru:
18611C-Acetate PET Imaging of Prostate Cancer. J Nucl Med 2002; 43:181–186
OCENA GUZA PIERWOTNEGO: 18F-fluorocholina
Mohsen Beheshti, MD, Larisa Imamovic, MD, Gabriele Broinger,
18F Choline PET/CT in the Preoperative Staging of Prostate Cancer in Patients with Intermediate or High Risk of Extracapsular
Disease: A Prospective Study of 130 Patients. Radiology: Volume 254: Number 3—March 2010
11C-CHOLINA: OCENA WZNOWY PO
LECZENIU
Pacjent po prostatektomii i radioterapii
ze wzrostem PSA
MARIA PICCHIO ; In Handbook of Prostate Cancer Cell Research : 2009
18 Fluorocholina – monitorowanie
odpowiedzi na leczenie
ORIGINAL ARTICLE 18F-fluorocholine for prostate cancer imaging: a systematic reviewof the literature G Bauman1, T Belhocine2, M
Kovacs2: Prostate Cancer and Prostatic Diseases (2012) 15, 45–55 & 2012 Macmillan Publishers Lim
HCC: RAK WĄTROBOWOKOMÓRKOWY
ŹRÓDŁO: RadLink PET and Cardiac Imaging Centre Pte Ltd
www. molecularimaging.com.sg/01-Feb-12.asp
DIAGNOSTYKA KOMPLEMENTARNA
Z 18FDG
DUŻY GUZ PIERWOTNY
UJEMNA ZMIANA W BADANIACH
Z WYZNAKOWANĄ CHOLINĄ
LUB OCTANEM
NISKOZRÓŻNICOWANY HCC
http://www.hksh.com/pet/eng/research_intro.html
OCENA ZAAWANSOWANIA:11C-OCTAN
Joong-Won Park, Ji Hoon Kim, Seok Ki Kim, Keon Wook Kang: A Prospective Evaluation of 18F-FDG and 11C-Acetate
PET/CT for Detection of Primary and Metastatic Hepatocellular Carcinoma.
J Nucl Med December 2008vol. 49 no. 12 1912-1921
AMINOKWASY
NIE GRODZĄ SIĘ W OBRĘBIE
PRAWIDŁOWYCH STRUKTUR
MÓZGOWIA
DIAGNOSTYKA GUZÓW
OUN
AMINKOWASY
L-TYROZYNA
ZASTOSOWANIE KLINICZNE
Analogi tyrozyny
F-18-fluorotyrozyna
(18F-TYR)
F-18-fluoro- ethylotyrozyna
(18FET)
OKUNTUROWANIE GUZA PRZED
PLANOWANYM LECZENIEM
METIONINA
LEOWDOPA (L-DOPA)
18 FDOPA
OCENA WZNOWY MIEJSCOWEJ
PO RADIO/CHEMIOTERAPII
CHŁONNIAK MÓZGU: 11C-MET
OKUNTUROWANIE
GUZA PRZED
PLANOWANĄ
RADIOTERAPIĄ
AJNR Am J Neuroradiol 2011 Jun-Jul;32(6):984-92.
Haldorsen IS, Espeland A, Larsson EM: Central nervous system lymphoma: characteristic
findings on traditional and advanced imaging.
GLEJAK WIELOPOSTACIOWY: 18F – FLUOROTYROZYNA
naciekanie
guza poza
obszar
wzmocnienia
kontrastowego
J Nucl Med 2008; 49:43S–63S. Tumor Cell Metabolism Imaging; Christian Plathow1,2
and Wolfgang A. Weber1
OCENA WZNOWY PO LECZENIU
Chory po kompleksowym
leczeniu glejaka
MR contrast (-)
FET (+)
Chory po kompleksowym
leczeniu glejaka
MR contrast (-)
FET (+)
ŹRÓDŁO; Wei Chen: Clinical Applications of PET in Brain Tumors: NUCLEAR MEDICINE • Vol. 48 •
No. 9 • September 2007
INNE WSKAZANIA:
WSTEPNE BADANIA KLINICZNE:
SZPICZAK MNOGI
RAK GRUCZOŁU KROKOWEGO
GUZY NEUROENDOKRYNE:
PHAEOCHROMOCYTOMA I PARAGANGLIOMA
NIEDROBNOKOMÓRKOWY RAK PŁUCA
ANGIOGENEZA
LECZENIE ANTYANGIOGENNE
Problem kliniczny
KTO ODNIESIE KORZYŚCI ?
Znaczna część pacjentów
Nie odpowiada na
Leczenie antyagiogenne
Potencjalne działania
niepożądane !!!!
Roberto García Figueiras,• Anwar R. Padhani :RadioGraphics 2011; 31:2059–2091 • Novel Oncologic Drugs: hat They Do and How They
Affect Images
RECEPTORY INTEGRYNOWE
Wiążą sekwencję
RGD:
Arg- Gly -Asp
Glukoza – linker- RGD
Galaktoza- linker – RGD
Izotopy :
18F, 68 Ga , 64 Cu
Np. 64 Cu-DOTA-cyclo-(RGD-DPhe-Lys
18F-galacto-RGD
ZRÓDŁO; Principles of Cell Biology (BIOL2060): Department of Biology Memorial University of
Newfoundland http://www.mun.ca/biology/desmid/brian/BIOL2060/BIOL2060-17/CB17.html
GBM: 18 F GALACTO RGD PET
Wychwyt 18F galacto RGD wykazuje dodatnią
korelację z ekpresją receptorów Integrynowych
Alfavbeta3
NON-RESPONDER
RESPONDER
ŹRÓDŁO: Oliver Schnell, Bjarne Krebs, Janette Carlsen, Isabelle Miederer :Imaging of integrin alpha-v-beta-3 expression in
patients with malignant glioma by [18F] Galacto-RGD positron emission tomography: Neuro-Oncology, 2009, 11(6), 861-870,
NSCLC: 18FGALACTO-RGD
by Dr I. Dijkgraaf and Dr O. C. Boerman
http://www.ihe-online.com/feature-articles/radiolabeled-probes-for-imaging-of-tumor-angiogenesis/index.html
HIPOKSJA
HIPOKSJA
HIF-1
AKTYWACJA
GENÓW
ANGIOGENEZA
GLIKOLIZA
GLUT1
INWAZJA
PRZERZUTY
AGRESYWNY
FENOTYP
KOMÓRKI
MACIERZYSTE
ODPORNOŚĆ
NA
RADIOTERAPIĘ
CHEMIOTERAPIĘ
OCENA HIPOKSJI
ZASTOSOWANIE KLINICZNE :
PRZEWIDYWANIE
ODPOWIEDZI NA LECZENIE
PLANOWANIE RADIOTERAPII
NOWOTWORY GŁOWY I
SZYI
NIEDROBNOKOMÓRKOWY
RAK PŁUCA
RAK SZYJKI MACICY
NOWOTWORY O.U.N
MIĘSAKI
HIPOKSJA
NITROMIDAZOLE
18 FMISO
18 FAZA
Anionorodnik
nitrowy: RNO2⁻,
inne reaktywne
formy azotu
Imaging oxygenation of human tumours genation of human
tumours; J. S. Lewis, Eur Radiol (2007) 17: 861–872
HIPOKSJA
SEMIKARBAZONY
wyznakowane : 64Cu, 62Cu
( diacetylo – bis
N4metiosemikarabazon )
HIPOKSJA:
1+
64Cu –ATSM
62Cu-ATSM
[ Cu -ATSM]⁻
Imaging oxygenation of human tumours genation of human
tumours; J. S. Lewis, Eur Radiol (2007) 17: 861–872
ZAREJESTROWANY PREZ
FDA
NORMOKSJA
HIPOKSJA
PROGNOZOWANIE
ODPOWIEDZI NA
LECZENIE
ŹRÓDŁO: Farrokh Dehdashti1, Perry W. Grigsby, Jason S. Lewis : Assessing Tumor Hypoxia in Cervical
Cancer by PET with 60Cu-LabeledDiacetyl-Bis(N4-Methylthiosemicarbazone): J Nucl Med 2008;
49:201–205
18FAZA: PLANOWANIE RADIOTERAPII
Michael R. Horsman, Lise Saksø Mortensen, Jørgen B. Petersen,
Morten Busk & Jens Overgaard
Nature Reviews Clinical Oncology 9, 674-687 (December 2012)
18FMISO:PLAN LECZENIA
Eskalacja dawki w
obszarze hipoksji :
indywidualizacja planu
leczenia
Imaging oxygenation of human tumours genation of human tumours; J. S. Lewis,
Eur Radiol (2007) 17: 861–872
PROLIFERACJA
ZASTOSOWANIE
KLINICZNE:
analog tymidyny
(18 -FLT)
OCENA SKUTECZNOŚCI
DZIAŁANIA NOWYCH
LEKÓW
ZNACZNIK STOSOWANY
W BADANIACH KLINICZNYCH
obrazuje komórki w fazie S
( replikacja DNA)
PLANOWANIE
RADIOTERAPII
analog tymidyny
(18 -FLT)
Nieinwazyjna ocena szybkości
wzrostu nowotworu
WYCHWYT ZNACZNIKA JEST
PROPORCJONALNY DO:
MARKERA PROLIFERACJI Ki-67
A Pilot Study Comparing FLT-PET and FDG-PET in the Evaluation of Response to Cetuximab
and Radiation Therapy in Advanced Head and Neck Malignancies
Brandon M. Barney1*, Val Lowe2, Scott H. Okuno3
Badania kliniczne nad
wprowadzeniem nowych leków:
Axitinib
Ocena skuteczności
nowych schematów
lekowych
PETER SCULLY
http://www.medphysics.wisc.edu/research/imgGuidedTherapy
NSCLC: 18 FLT- WCZESNA OCENA
ODPOWIEDZI NA NOWY LEK
MET Tyrosine Kinase Inhibitor PF-02341066(Crizotinib) 4 tygodnie
po leczeniu
St. Jude, Washington University Launch Genome Project for Childhood Cancers; NCI
Cancer Bulletin; January 26, 2010 • Volume 7 / Number 2
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ