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

Aktywacja genów

PROLIFERACJA

PRZEŻYCIE

MIGRACJA

AGIOGENEZA

METABOLIZM

APOPTOZA

ZWIĘKSZONA LICZBA RECEPTORÓW KOMÓRKOWYCH STAŁA I NADMIERNA AKTYWACJA

PLAN RADIOTERAPII

OPTYMALNY DOBÓR

LEKÓW

BIOLOGIA GUZA

RYZYKO NAWROTU

NOWE LEKI

METABOILZM KOMÓRKI NOWOTWOROWEJ

METABOLICZNE PRZEPROGRAMOWANIE

PALIWO

Glukoza, Aminokwasy

BIOSYNTEZA

BIAŁKA

DNA

LIPIDY

AMINOKWASY

GLUKOZA

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

Acetylo~CoA Malonylo~CoA FFA ACC FAS

Syntaza Acetylo~CoA ATP

FAS: SYNTAZA KWASÓW TŁUSZCZOWYCH

11C-CHOLINA wzmożony wychwyt choliny świadczy o zwiększonej aktywności proliferacyjnej

CHOLINA

FOSFATYDYLOCHOLINA

SYNTEZA LIPIDÓW BŁON

KOMÓRKOWYCH

Kinaza choliny

Analogi choliny: 18F-metylocholina 18F-etylocholina

LIPOGENEZA: ZASTOSOWANIE KILINCZNE

RAK GRUCZOŁU KROKOWEGO

RAK PĘCHERZA MOCZOWEGO

RCC

HCC

NOWOTWORY O.U.N

NOWOTWORY GOWY I SZYI

(BADANIA WSTĘPNE)

OCENA ZAAWNSOWANIA

KLINICZNEGO (STAGING)

MONITOROWANIE WCZESNEJ

ODPOWIEDZI NA TERAPIĘ

PROGNOZOWANIE

LECZENIA

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

http://www.hksh.com/pet/eng/research_intro.html

DUŻY GUZ PIERWOTNY UJEMNA ZMIANA W BADANIACH Z WYZNAKOWANĄ CHOLINĄ LUB OCTANEM NISKOZRÓŻNICOWANY HCC

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

Analogi tyrozyny

F-18-fluorotyrozyna

(18F-TYR)

F-18-fluoro- ethylotyrozyna

(18FET)

METIONINA

LEOWDOPA (L-DOPA)

18 FDOPA

ZASTOSOWANIE KLINICZNE

OKUNTUROWANIE GUZA PRZED

PLANOWANYM LECZENIEM

OCENA WZNOWY MIEJSCOWEJ

PO RADIO/CHEMIOTERAPII

CHŁONNIAK MÓZGU: 11C-MET

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.

OKUNTUROWANIE GUZA PRZED PLANOWANĄ

RADIOTERAPIĄ

J Nucl Med 2008; 49:43S–63S. Tumor Cell Metabolism Imaging; Christian Plathow1,2 and Wolfgang A. Weber1

GLEJAK WIELOPOSTACIOWY: 18F – FLUOROTYROZYNA

naciekanie guza poza

obszar wzmocnienia

kontrastowego

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

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

Wiążą sekwencję RGD:

Arg- Gly -Asp

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

ANGIOGENEZA

GLIKOLIZA GLUT1

AKTYWACJA GENÓW

AGRESYWNY FENOTYP

INWAZJA PRZERZUTY ODPORNOŚĆ

NA RADIOTERAPIĘ

CHEMIOTERAPIĘ

HIF-1

KOMÓRKI MACIERZYSTE

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

Imaging oxygenation of human tumours genation of human

tumours; J. S. Lewis, Eur Radiol (2007) 17: 861–872

18 FMISO

18 FAZA

NITROMIDAZOLE

Anionorodnik nitrowy: RNO2⁻, inne reaktywne

formy azotu

HIPOKSJA

Imaging oxygenation of human tumours genation of human

tumours; J. S. Lewis, Eur Radiol (2007) 17: 861–872

wyznakowane : 64Cu, 62Cu

( diacetylo – bis

N4metiosemikarabazon )

64Cu –ATSM

62Cu-ATSM

ZAREJESTROWANY PREZ

FDA

SEMIKARBAZONY

HIPOKSJA:

[ Cu -ATSM]⁻

1+

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

NORMOKSJA HIPOKSJA

PROGNOZOWANIE ODPOWIEDZI NA LECZENIE

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

analog tymidyny

(18 -FLT)

ZNACZNIK STOSOWANY

W BADANIACH KLINICZNYCH

obrazuje komórki w fazie S

( replikacja DNA)

ZASTOSOWANIE

KLINICZNE:

OCENA SKUTECZNOŚCI

DZIAŁANIA NOWYCH

LEKÓW

PLANOWANIE

RADIOTERAPII

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

analog tymidyny (18 -FLT)

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

St. Jude, Washington University Launch Genome Project for Childhood Cancers; NCI

Cancer Bulletin; January 26, 2010 • Volume 7 / Number 2

MET Tyrosine Kinase Inhibitor PF-02341066(Crizotinib) 4 tygodnie po leczeniu

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ