Fluorine-18-labeled estrogens, progestins and corticosteroids for receptor-based imaging of breast tumors and target areas of the brain

Estrogens can be labeled with the positron-emitting radionuclide fluorine-18 (t$\sb{1/2}$ = 110 min) by fluoride ion (n-Bu$\sb4$N$\sp{18}$F) displacement of a 16$\beta$-trifluoromethanesulfonate (triflate) derivative of the corresponding estrone 3-triflate, and purification by HPLC. That sequence has been used to synthesize the 11$\beta$-methoxy 1 and 11$\beta$-ethyl 2 analogues of the breast tumor imaging agent, 16$\alpha$-($\sp{18}$F) fluoro-17$\beta$-estradiol (FES). Tissue distribution studies of 1 and 2 in immature female rats show high selectivity for target tissue (T, uterus) vs non-target (NT, muscle and lung), with T/NT ratios being 43 and 17 at one hour after injection for 1 and 2, respectively. The parent estrogen FES has previously been shown to display an intermediate value for tissue selectivity.

Increased CSF Aβ during the very early phase of cerebral Aβ deposition in mouse models

Abnormalities in brains of Alzheimer's disease (AD) patients are thought to start long before the first clinical symptoms emerge. The identification of affected individuals at this 'preclinical AD' stage relies on biomarkers such as decreased levels of the amyloid-β peptide (Aβ) in the cerebrospinal fluid (CSF) and positive amyloid positron emission tomography scans. However, there is little information on the longitudinal dynamics of CSF biomarkers, especially in the earliest disease stages when therapeutic interventions are likely most effective. To this end, we have studied CSF Aβ changes in three Aβ precursor protein transgenic mouse models, focusing our analysis on the initial Aβ deposition, which differs significantly among the models studied. Remarkably, while we confirmed the CSF Aβ decrease during the extended course of brain Aβ deposition, a 20-30% increase in CSF Aβ40 and Aβ42 was found around the time of the first Aβ plaque appearance in all models. The biphasic nature of this observed biomarker changes stresses the need for longitudinal biomarker studies in the clinical setting and the search for new 'preclinical AD' biomarkers at even earlier disease stages, by using both mice and human samples. Ultimately, our findings may open new perspectives in identifying subjects at risk for AD significantly earlier, and in improving the stratification of patients for preventive treatment strategies.

Histiocytic sarcoma; case report of a rare disease in a kidney transplant recipient

BACKGROUND: Histiocytic sarcoma (HS) is a rare hematologic neoplasm with a few hundred cases having been described to date.

Estratificação do carcinoma do colo do útero pré e pós-terapêutica - uma perspectiva global

O carcinoma do colo do útero é um dos tumores malignos mais frequentes a nível mundial. Para garantir a uniformização de critérios entre países com diferentes recursos, o estadiamento deste tumor permanece clínico, segundo as orientações da Federação Internacional de Ginecologia e Obstetrícia, e tem por principal objectivo a identificação das doentes que são candidatas à cirurgia. A avaliação radiológica é amplamente recomendada, quando disponível, com o objectivo de aumentar a acuidade do diagnóstico, assegurando a optimização terapêutica, sendo também recomendada no seguimento. Importa, assim, que o radiologista tenha presente não só o protocolo técnico adequado na suspeita de carcinoma do colo do útero e o respectivo espectro de apresentação radiológica, mas também algumas características da própria doença e possíveis abordagens terapêuticas, de forma a incluir no seu relatório toda a informação relevante. A ressonância magnética permanece o principal pilar na avaliação radiológica destas doentes, embora recentemente o papel da tomografia computorizada por emissão de positrões tenha vindo a ganhar relevo, sobretudo no que respeita à avaliação ganglionar e ao despiste de recidiva. Neste artigo as autoras dão uma perspectiva aprofundada da avaliação radiológica do carcinoma do colo do útero, deste o diagnóstico ao seguimento pós-terapêutico, à luz dos estudos mais recentes.

Estudo de metodologias de controle de qualidade do Mo-99 utilizado no preparo de geradores de Mo-99/Tc-99m

Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear)

A Importância de estudos dinâmicos em PET/CT para avaliação de doenças oncológicas

A Medicina Nuclear (MN) permite investigar o estado fisiológico dos tecidos de forma minimamente invasiva, usando radiofármacos (rf’s), moléculas compostas por um análogo biológico específico desses processos fisiológicos e um marcador radioativo (radionuclídeo). PET/CT (do acrónimo inglês Positron Emission Tomography/Computed Tomography), uma das modalidades de imagem em MN, está a expandir-se rapidamente em muitos Países. As imagens obtidas revelam a biodistribuição dos rf’s usados e permitem conhecer a sua distribuição precisa no organismo. 18F-Fluorodesoxiglicose (FDG), um análogo da glicose, é o rf mais comumente utilizado, isto porque em neoplasias as células são geralmente caracterizadas pelo aumento do metabolismo da glicose. A quantificação realizada em imagens de PET, tem por base uma estimativa quantitativa do metabolismo da glicose no tumor, utilizando o índice de captação estandardizado, SUV (do acrónimo inglês Standard Uptake Value). A realização de estudos dinâmicos em PET/CT, isto é, realizados em sequência temporal imediatamente após a administração endovenosa do rf e, durante um período de tempo pré-determinado (por exemplo, 15 minutos) permite que o registo da cinética inicial dos rf’s seja estudado. A análise dos dados obtidos com o estudo dinâmico permite compreender o grau e a perfusão tumoral. Habitualmente, quanto maior a captação de 18F-FDG num tumor, maior é a sua atividade metabólica glicolítica, o que tem sido traduzido em maior agressividade tumoral. Nesta investigação, realizaram-se estudos dinâmicos num grupo restrito de patologias oncológicas, nomeadamente: carcinoma da bexiga, carcinoma do colo do útero, carcinoma colorretal, carcinoma do endométrio, metástases hepáticas e adenocarcinoma pancreático. Realizaram-se estudos dinâmicos durante cerca de 10/15 minutos, com 1minuto por frame. O objetivo desta Investigação é tentar compreender se, tumores com maior perfusão respondem melhor à Radioterapia (RT), ou se, a resposta é independente da perfusão. Para avaliar os valores de SUV’s ao longo tempo, realizaram-se ROI’s (do acrónimo inglês Region of Interest), nas artérias femorais ou aorta e na lesão tumoral. Com estes dados, criaram-se gráficos de atividade/tempo onde, no eixo das abcissas é representado o tempo e no eixo das ordenadas os valores de SUV. A partir destes gráficos e dos dados neles contidos, calculou-se o Índice de Perfusão Tumoral através de 2 métodos: A, Método Trapezoidal de Aproximação que relaciona a razão entre a área perfusional do tumor e a área de fluxo arterial, até ao momento do cruzamento das curvas; B, mais simples, calculando o Índice de Perfusão do Tumor através da razão entre o valor de SUV máximo da curva tumoral e da curva arterial até ao momento do cruzamento das curvas. O Método de Comparação de Métodos de Altman&Bland, revelou que tanto o método A como o método B são semelhantes para o cálculo do Índice de Perfusão Tumoral. Em conclusão, apesar do número reduzido de indivíduos estudados, os dados apresentados indicam que existe uma tendência para que haja melhor resposta à RT por parte dos tumores com maior índice metabólico e maior índice de perfusão. Os tumores com menor índice metabólico e menor grau perfusional parece que respondem pior à RT.

Cerebral misery perfusion diagnosed using hypercapnic blood-oxygenation-level-dependent contrast functional magnetic resonance imaging: a case report

Introduction Cerebral misery perfusion represents a failure of cerebral autoregulation. It is animportant differential diagnosis in post-stroke patients presenting with collapses in the presence of haemodynamically significant cerebrovascular stenosis. This is particularly the case when cortical or internal watershed infarcts are present. When this condition occurs, further investigation should be done immediately. Case presentation A 50-year-old Caucasian man presented with a stroke secondary to complete occlusion of his left internal carotid artery. He went on to suffer recurrent seizures. Neuroimaging demonstrated numerous new watershed-territory cerebral infarcts. No source of arterial thromboembolism was demonstrable. Hypercapnic blood-oxygenation-level-dependent-contrast functional magnetic resonance imaging was used to measure his cerebrovascular reserve capacity. The findings were suggestive of cerebral misery perfusion. Conclusions Blood-oxygenation-level-dependent-contrast functional magnetic resonance imaging allows the inference of cerebral misery perfusion. This procedure is cheaper and more readily available than positron emission tomography imaging, which is the current gold standard diagnostic test. The most evaluated treatment for cerebral misery perfusion is extracranial-intracranial bypass. Although previous trials of this have been unfavourable, the results of new studies involving extracranial-intracranial bypass in high-risk patients identified during cerebral perfusion imaging are awaited. Cerebral misery perfusion is an important and under-recognized condition in which emerging imaging and treatment modalities present the possibility of practical and evidence-based management in the near future. Physicians should thus be aware of this disorder and of recent developments in diagnostic tests that allow its detection.

Controlo de qualidade de matrizes de fotodíodos de avalanche no projecto "PET - Desenvolvimento de tecnologia PET para mamografia"

Dissertação mest. em Imagiologia Médica, Faculdade de Ciências e Tecnologia da Univ. do Algarve, 2006

Proton Form Factor Puzzle and the CEBAF Large Acceptance Spectrometer(CLAS) Two-Photon Exchange Experiment

The electromagnetic form factors are the most fundamental observables that encode information about the internal structure of the nucleon. The electric ($G_{E}$) and the magnetic ($G_{M}$) form factors contain information about the spatial distribution of the charge and magnetization inside the nucleon. A significant discrepancy exists between the Rosenbluth and the polarization transfer measurements of the electromagnetic form factors of the proton. One possible explanation for the discrepancy is the contributions of two-photon exchange (TPE) effects. Theoretical calculations estimating the magnitude of the TPE effect are highly model dependent, and limited experimental evidence for such effects exists. Experimentally, the TPE effect can be measured by comparing the ratio of positron-proton elastic scattering cross section to that of the electron-proton $\large(R = \frac{\sigma (e^{+}p)}{\sigma (e^{-}p)}\large)$. The ratio $R$ was measured over a wide range of kinematics, utilizing a 5.6 GeV primary electron beam produced by the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF) at Jefferson Lab. This dissertation explored dependence of $R$ on kinematic variables such as squared four-momentum transfer ($Q^{2}$) and the virtual photon polarization parameter ($\varepsilon$). A mixed electron-positron beam was produced from the primary electron beam in experimental Hall B. The mixed beam was scattered from a liquid hydrogen (LH$_{2}$) target. Both the scattered lepton and the recoil proton were detected by the CEBAF Large Acceptance Spectrometer (CLAS). The elastic events were then identified by using elastic scattering kinematics. This work extracted the $Q^{2}$ dependence of $R$ at high $\varepsilon$ ($\varepsilon > $ 0.8) and the $\varepsilon$ dependence of $R$ at $\langle Q^{2} \rangle \approx 0.85$ GeV$^{2}$. In these kinematics, our data confirm the validity of the hadronic calculations of the TPE effect by Blunden, Melnitchouk, and Tjon. This hadronic TPE effect, with additional corrections contributed by higher excitations of the intermediate state nucleon, largely reconciles the Rosenbluth and the polarization transfer measurements of the electromagnetic form factors.

Modélisation pharmacocinétique en imagerie par résonance magnétique et en tomographie d’émission par positrons appliquée à un modèle de glioblastome chez le rat

Résumé : En imagerie médicale, il est courant d’associer plusieurs modalités afin de tirer profit des renseignements complémentaires qu’elles fournissent. Par exemple, la tomographie d’émission par positrons (TEP) peut être combinée à l’imagerie par résonance magnétique (IRM) pour obtenir à la fois des renseignements sur les processus biologiques et sur l’anatomie du sujet. Le but de ce projet est d’explorer les synergies entre l’IRM et la TEP dans le cadre d’analyses pharmacocinétiques. Plus spécifiquement, d’exploiter la haute résolution spatiale et les renseignements sur la perfusion et la perméabilité vasculaire fournis par l’IRM dynamique avec agent de contraste afin de mieux évaluer ces mêmes paramètres pour un radiotraceur TEP injecté peu de temps après. L’évaluation précise des paramètres de perfusion du radiotraceur devrait permettre de mieux quantifier le métabolisme et de distinguer l’accumulation spécifique et non spécifique. Les travaux ont porté sur deux radiotraceurs de TEP (18F-fluorodésoxyglucose [FDG] et 18F-fluoroéthyle-tyrosine [FET]) ainsi que sur un agent de contraste d’IRM (acide gadopentétique [Gd DTPA]) dans un modèle de glioblastome chez le rat. Les images ont été acquises séquentiellement, en IRM, puis en TEP, et des prélèvements sanguins ont été effectués afin d’obtenir une fonction d’entrée artérielle (AIF) pour chaque molécule. Par la suite, les images obtenues avec chaque modalité ont été recalées et l’analyse pharmacocinétique a été effectuée par régions d’intérêt (ROI) et par voxel. Pour le FDG, un modèle irréversible à 3 compartiments (2 tissus) a été utilisé conformément à la littérature. Pour la FET, il a été déterminé qu’un modèle irréversible à 2 tissus pouvait être appliqué au cerveau et à la tumeur, alors qu’un modèle réversible à 2 tissus convenait aux muscles. La possibilité d’effectuer une conversion d’AIF (sanguine ou dérivée de l’image) entre le Gd DTPA et la FET, ou vice versa, a aussi été étudiée et s’est avérée faisable dans le cas des AIF sanguines obtenues à partir de l’artère caudale, comme c’est le cas pour le FDG. Finalement, l’analyse pharmacocinétique combinée IRM et TEP a relevé un lien entre la perfusion du Gd-DTPA et du FDG, ou de la FET, pour les muscles, mais elle a démontré des disparités importantes dans la tumeur. Ces résultats soulignent la complexité du microenvironnement tumoral (p. ex. coexistence de divers modes de transport pour une même molécule) et les nombreux défis rencontrées lors de sa caractérisation chez le petit animal.

Caractérisation clinique et par la tomographie d’émission par positrons quantitative du trouble de l’acquisition de la coordination

Résumé : Le trouble de l’acquisition de la coordination (TAC), d’étiologie encore indéterminée, est une anomalie neurologique affectant environ 6% des enfants de l'âge scolaire. Le TAC se manifeste essentiellement par un déficit au niveau des exécutions motrices. Le présent travail de recherche comporte deux volets portant sur le TAC. Premièrement, une étude clinique sur 129 sujets âgés de 4 à 18 ans a permis de classifier les caractéristiques du TAC en sous-groupes cliniques. Trente-trois caractéristiques du TAC, les plus fréquemment rapportées dans la littérature, ont été recensées chez nos sujets. L'application d'évaluations statistiques a permis de faire ressortir trois classes essentielles. Le deuxième volet consistait à identifier les régions cérébrales impliquées dans une tâche motrice à l'aide de l'imagerie par la tomographie d'émission par positrons (TEP). Deux sujets avec TAC et deux sujets normaux ont été étudiés en deux séances d'imagerie TEP dont l'une au repos et l'autre en tapotant du pouce sur les doigts de la main gauche non-dominante. Les analyses du premier volet ont montré, entre autres, que le TAC touchait 3.17 garçons pour une fille, que tous les sujets étaient lents, que 47% des sujets étaient gauchers ou ambidextres alors que seulement 10% sont gauchers dans la population générale, que 26% avaient une dyspraxie verbale, et que 83% avaient été diagnostiqués anxieux. Les sujets ont été classés en trois sous-groupes: 1- maladroits et autres caractéristiques, sans problème de langage; 2- trouble de l’estime de soi et relation avec les pairs; 3- difficulté de langage. En imagerie, les structures cérébrales ont été classées selon leur captation du 18F-fluorodesoxyglucose (FDG) dans les hémisphères droit et gauche, avant et après l'activation, et en comparaison avec les sujets normaux. Trois types de structures cérébrales sont ressortis avec les statistiques: des structures activées, celles relativement non sollicitées et des structures désactivées. Il y avait plus de variations dans la captation du FDG chez les sujets avec TAC que chez les normaux. En conclusion, la caractérisation des sujets avec TAC par le diagnostic clinique et par l'imagerie peut procurer un plan de thérapie adéquat et ciblé étant donné que le TAC a un large spectre et pourrait coexister avec d'autres déficits cérébraux.

Optimisation de l’extraction de lumière de scintillation dans les matrices de détecteurs pixellisés pour des applications en tomographie d’émission par positrons (TEP) et en tomodensitométrie (TDM)

Résumé : Les performances de détecteurs à scintillation, composés d’un cristal scintillateur couplé à un photodétecteur, dépendent de façon critique de l’efficacité de la collecte et de l’extraction des photons de scintillation du cristal vers le capteur. Dans les systèmes d’imagerie hautement pixellisés (e.g. TEP, TDM), les scintillateurs doivent être arrangés en matrices compactes avec des facteurs de forme défavorables pour le transport des photons, au détriment des performances du détecteur. Le but du projet est d’optimiser les performances de ces détecteurs pixels par l'identification des sources de pertes de lumière liées aux caractéristiques spectrales, spatiales et angulaires des photons de scintillation incidents sur les faces des scintillateurs. De telles informations acquises par simulation Monte Carlo permettent une pondération adéquate pour l'évaluation de gains atteignables par des méthodes de structuration du scintillateur visant à une extraction de lumière améliorée vers le photodétecteur. Un plan factoriel a permis d'évaluer la magnitude de paramètres affectant la collecte de lumière, notamment l'absorption des matériaux adhésifs assurant l'intégrité matricielle des cristaux ainsi que la performance optique de réflecteurs, tous deux ayant un impact considérable sur le rendement lumineux. D'ailleurs, un réflecteur abondamment utilisé en raison de ses performances optiques exceptionnelles a été caractérisé dans des conditions davantage réalistes par rapport à une immersion dans l'air, où sa réflectivité est toujours rapportée. Une importante perte de réflectivité lorsqu'il est inséré au sein de matrices de scintillateurs a été mise en évidence par simulations puis confirmée expérimentalement. Ceci explique donc les hauts taux de diaphonie observés en plus d'ouvrir la voie à des méthodes d'assemblage en matrices limitant ou tirant profit, selon les applications, de cette transparence insoupçonnée.

Développement d’outils moléculaires pour la tomographie d’émission par positrons

Résumé : L’imagerie TEP est une modalité puissante qui permet de suivre d’infimes concentrations de traceurs marqués pour la détection de cancers et d’autres pathologies. Il y a actuellement un intérêt croissant pour le développement de peptides comme outils diagnostiques et de traitement en oncologie. Cet intérêt se justifie entre autres par le fait que les peptides sont tolérants à la présence de chélateurs bifonctionnels ou de groupements prosthétiques pour le marquage avec divers radiométaux (64Cu, T1/2 = 12,7 h, 68Ga, T1/2 = 68 min, etc.) ou le 18F (T1/2 = 109,8 min) sans perte de leur activité biologique. L’objectif des travaux rapportés dans ce document était de développer des outils moléculaires innovateurs et efficaces qui facilitent le marquage de peptides pour l’imagerie TEP. Il s’agit spécifiquement d’un chélateur bifonctionnel et d’une méthode de conjugaison rapide et sélective de groupe prosthétique. Sur un volet, un chélateur bifonctionnel analogue de la lysine avec des ligands méthylhydroxamates a été synthétisé en solution par double bisalkylation. Les résultats préliminaires indiquent une faible chélation avec le Cu(II), mais sont à poursuivre avec les 68Ga et 89Zr. Pour le second volet de radiomarquage au 18F, les procédures synthétiques ont été optimisées en deux étapes, soient le marquage du groupe prothétique et sa conjugaison au peptide. Tout d’abord, des conditions de marquage par une réaction de SNAr en présence de 18F- ont été développées pour donner le groupe prosthétique 18F-thioester nécessaire à la conjugaison. Par la suite, sa conjugaison au peptide par la réaction de ligation chémosélective, ce qui implique trois étapes 1) une transthioestérification favorisée entre les groupements thioester et thiol des segments de peptides; 2) un réarrangement irréversible de l’intermédiaire thioester en N-(oxyalkyl)amide, suivi; 3) du clivage de l’auxiliaire. Par les présents travaux, il a été prouvé que la nouvelle méthodologie en un seul pot réactionnel accélère la réaction et permet le marquage au 18F de peptides non protégés, limitant ainsi les réactions secondaires et le nombre d’étapes après le marquage des peptides. La conjugaison du groupe prothétique à un composé et un peptide modèle se produit en 26-55 min comparativement aux 48 h des conditions originales rapportées. La méthode proposée permet également le marquage de peptides non protégés. Dans le futur, le chélateur bifonctionnel et le groupe prothétique seront conjugués à différents dérivés peptidiques ciblant des récepteurs impliqués dans le cancer et des tests de compétition, de saturation, de biodistribution et d’imagerie µTEP seront effectués.

Cáncer gástrico en pacientes de Méderi – Hospital Universitario Mayor entre los años 2011 - 2014

Introducción: El cáncer gástrico es uno de los más frecuentes a nivel mundial y Colombia se sitúa entre los países de mayor incidencia en este tipo de patología. Objetivo: Describir las características epidemiológicas, clínicas, el tratamiento administrado y los desenlaces inmediatos de los pacientes con diagnóstico de cáncer gástrico atendidos en el Hospital Universitario Mayor de Bogotá entre los años 2011 y 2014. Metodología: Se realizó un estudio observacional descriptivo con diagnóstico de cáncer gástrico. Se realizaron análisis univariados por medio de proporciones para las variables cualitativas y medidas de tendencia central para las variables cuantitativas según la distribución. Resultados: Un total de 189 pacientes fueron analizados. El dolor fue el síntoma más frecuente en los pacientes (30.7%) y el principal signo encontrado fue una masa palpable en abdomen (9,5%). Los pacientes fueron sometidos a diferentes abordajes terapéuticos, la mayoría recibieron manejo paliativo no quirúrgico (52.9%) y la opción quirúrgica más usada en los pacientes fue la gastrectomía total (20.6%), y la subtotal (16,4) seguidas de quimioterapia y/o radiación perioperatoria. Los pacientes que sobrevivieron a los 2 años fueron 7,4% del total. Conclusiones: El registro de los pacientes con cáncer gástrico es bueno en el Méderi-Hospital Universitario Mayor es bueno y permite caracterizar los pacientes, la presentación de la patología y los resultados del tratamiento que concuerdan con los presentados en contextos similares en la literatura.