Detecção do lindonodo sentinela com 99m Tc-Fitato em pacientes com carcinoma invasor do colo uterino

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Effect of melatonin on tumor growth and angiogenesis in xenograft model of breast cancer

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Revisão dos principais radiofármacos utilizados no Brasil e suas aplicações na detecção e terapia de patologias

Radiopharmaceuticals are substances marked with radionuclides that can be used for detection and treatment of cancer, infections and inflammatory diseases. They emit several types of radiation through different decay routes, each radioisotope with its specific properties and uses. They can usually be produced from several different materials, by bombardment with particle beams in a nuclear research reactor or cyclotron, depending on their characteristics. Brazil has four public institutions which produce - or import - and distribute radiopharmaceuticals to hospitals and clinics throughout its territory. The largest such institution, Ipen, distributes 97% of radiopharmaceuticals used in the country. Some radiopharmaceuticals decay very quickly, meaning they must be produced and quickly administered to the patient in the same location, presenting a logistical challenge. Nuclear medicine in Brazil is a promising field and has been steadily growing, although rigid laws and a lack of qualified work force hinder Research and Development efforts for new radiopharmaceuticals. The construction of a new nuclear research reactor, in 2016, should generate self-sufficiency and economy in radiopharmaceutical production and avoid a future crisis in the supply of technetium-99m, the most important radioisotope, used in over 80% of procedures with radiopharmaceuticals.

Neovascularization after ischemic injury: evaluation with 99mTc-HYNIC-RGD

Purpose: Angiogenesis involves many mediators including integrins, and the tripeptide RGD is a target amino acid recognition sequence for many of them. Hindlimb ischemia is a simple and convenient animal model however standardization of the injection procedures in the devascularized and control limb is lacking, thus rendering difficult the interpretation of results. The aim of this investigations was to evaluate neovascularization in a hindlimb murine model by means of 99mTc-HYNIC-ß-Ala-RGD. Methods: 99mTc-HYNIC-RGD analog was prepared using coligands. Ischemia was induced in Wistar rats by double- ligation of the common femoral artery. Radiolabeled RGD was injected after 2h, as well as 1, 3, 5, 7, 10 and 14 days. Uptake was evaluated by planar imaging and biodistribution studies. Results: The highest ratio between ischemia and control was achieved at the 7th day (2.62 ± 0.95), with substantial decrease by the 14th day. For pertechnetate the 7th day ratio was 0.87 ± 0.23. Scintigraphic image confirmed different uptakes. Conclusion: 99mTc-HYNIC-RGD analog concentrated in ischemic tissue by the time of widespread angiogenesis and pertechnetate confirmed reduction in blood flow. In this sense, the protocol can be recommended for ischemic models.

Performance of rest myocardial perfusion imaging in the management of acute chest pain in the emergency room in developing nations (PREMIER trial)

Background. Rest myocardial perfusion imaging (MPI) is effective in managing patients with acute chest pain in developed countries. We aimed to define the role and feasibility of rest MPI in low-to-middle income countries. Methods and Results. Low-to-intermediate risk patients (n = 356) presenting with chest pain to ten centers in eight developing countries were injected with a Tc-99m-based tracer, and standard imaging was performed. The primary outcome was a composite of death, non-fatal myocardial infarction (MI), recurrent angina, and coronary revascularization at 30 days. Sixty-nine patients had a positive MPI (19.4%), and 52 patients (14.6%) had a primary outcome event. An abnormal rest-MPI result was the only variable which independently predicted the primary outcome [adjusted odds ratio (OR) 8.19, 95% confidence interval 4.10-16.40, P = .0001]. The association of MPI result and the primary outcome was stronger (adjusted OR 17.35) when only the patients injected during pain were considered. Rest-MPI had a negative predictive value of 92.7% for the primary outcome, improving to 99.3% for the hard event composite of death or MI. Conclusions. Our study demonstrates that rest-MPI is a reliable test for ruling out MI when applied to patients in developing countries. (J Nucl Cardiol 2012;19:1146-53.)

Therapeutic use of a cationic antimicrobial peptide from the spider Acanthoscurria gomesiana in the control of experimental candidiasis

Background: Antimicrobial peptides are present in animals, plants and microorganisms and play a fundamental role in the innate immune response. Gomesin is a cationic antimicrobial peptide purified from haemocytes of the spider Acanthoscurria gomesiana. It has a broad-spectrum of activity against bacteria, fungi, protozoa and tumour cells. Candida albicans is a commensal yeast that is part of the human microbiota. However, in immunocompromised patients, this fungus may cause skin, mucosal or systemic infections. The typical treatment for this mycosis comprises three major categories of antifungal drugs: polyenes, azoles and echinocandins; however cases of resistance to these drugs are frequently reported. With the emergence of microorganisms that are resistant to conventional antibiotics, the development of alternative treatments for candidiasis is important. In this study, we evaluate the efficacy of gomesin treatment on disseminated and vaginal candidiasis as well as its toxicity and biodistribution. Results: Treatment with gomesin effectively reduced Candida albicans in the kidneys, spleen, liver and vagina of infected mice. The biodistribution of gomesin labelled with technetium-99 m showed that the peptide is captured in the kidneys, spleen and liver. Enhanced production of TNF-alpha, IFN-gamma and IL-6 was detected in infected mice treated with gomesin, suggesting an immunomodulatory activity. Moreover, immunosuppressed and C. albicans-infected mice showed an increase in survival after treatment with gomesin and fluconazole. Systemic administration of gomesin was also not toxic to the mice Conclusions: Gomesin proved to be effective against experimental Candida albicans infection. It can be used as an alternative therapy for candidiasis, either alone or in combination with fluconazole. Gomesin's mechanism is not fully understood, but we hypothesise that the peptide acts through the permeabilisation of the yeast membrane leading to death and/or releasing the yeast antigens that trigger the host immune response against infection. Therefore, data presented in this study reinforces the potential of gomesin as a therapeutic antifungal agent in both humans and animals.

Tricarbonyltechnetium(I) and -rhenium(I) complexes with N '-thiocarbamoylpicolylbenzamidines

N,N-Dialkylamino(thiocarbonyl)-N'-picolylbenzamidines react with (NEt4)(2)[M(CO)(3)X-3] (M = Re, X = Br: M = Tc, X = Cl) under formation of neutral [M(CO)(3)L] complexes in high yields. The monoanionic NNS ligands bind in a facial coordination mode and can readily be modified at the (CS)(NRR2)-R-1 moiety. The complexes [Tc-99(CO)(3)(L-PyMor)] and]Re(CO)(3)(L)] (L = L-PyMor, L-PyEt) were characterized by X-ray diffraction. Reactions of [Tc-99m(CO)(3)(H2O)(3)](+) with the N'-thiocarbamoylpicolylbenzamidines give the corresponding Tc-99m complexes. The ester group in HLPyCOOEr allows linkage between biomolecules and the metal core. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Polymeric micelles and molecular modeling applied to the development of radiopharmaceuticals

Micelles composed of amphiphilic copolymers linked to a radioactive element are used in nuclear medicine predominantly as a diagnostic application. A relevant advantage of polymeric micelles in aqueous solution is their resulting particle size, which can vary from 10 to 100 nm in diameter. In this review, polymeric micelles labeled with radioisotopes including technetium (99mTc) and indium (111In), and their clinical applications for several diagnostic techniques, such as single photon emission computed tomography (SPECT), gamma-scintigraphy, and nuclear magnetic resonance (NMR), were discussed. Also, micelle use primarily for the diagnosis of lymphatic ducts and sentinel lymph nodes received special attention. Notably, the employment of these diagnostic techniques can be considered a significant tool for functionally exploring body systems as well as investigating molecular pathways involved in the disease process. The use of molecular modeling methodologies and computer-aided drug design strategies can also yield valuable information for the rational design and development of novel radiopharmaceuticals.

Entwicklung des Laserionenquellen und -fallenprojekts LIST für Ultraspurendetektion und Grundlagenforschung

Die vorliegende Dissertation beschreibt die Realisation des neuartigen Konzepts der Laserionenquellenfalle für die on-line Produktion exotischer Nuklide und für den Nachweis von Spurenisotopen in Proben mit starken Isobarenkontaminationen. Ziel dieser Entwicklung ist eine wesentliche Steigerung der Isobarenselektivität einer herkömmlichen Laserionenquelle, sowie die Erzeugung zeitlich kontrollierter Ionenpulse mit hervorragender Strahlqualität. Es konnte die prizipielle Funktionsfähigkeit des Systems in Kombination mit einem Titan:Saphir-Lasersystem für die Elemente Gallium, Calcium und Nickel demonstriert und Ionenpulse mit einer minimalen Pulslänge von 1 µs erzeugt werden. Nach ersten Abschätzungen ist die Effizienz des Systems etwa einen Faktor 2500 geringer als die einer herkömmlichen Laserionenquelle. Der zweite Teil der Arbeit beschäftigt sich mit dem spurenanalytischen Nachweis von 99-Tc, mit dem Ziel, das Verhalten von 99-Tc in der Umgebung eines möglichen Endlagers für nukleare Abfälle studieren zu können. Hier wurden erste Studien mit dem kurzlebigen Isomer 99m-Tc zur Wechselwirkung von Tc(VII) mit Huminsäure und Kaolinit durchgeführt. Für den Einsatz der Laserionenquellenfalle in der Ultraspurenanalyse, wurde ein effizientes Anregungsschema für Titan:Saphir-Laser entwickelt und 99-Tc in einer herkömmlichen Ionenquelle nachgewiesen. Der letzte Teil der Arbeit beschreibt Machbarkeitsstudien zum Aufbau einer Laserionenquelle auf Basis eines Titan:Sahphir-Lasersystems, die parallel zu oben genannten Entwicklungen am Oak Ridge National Laboratory durchgeführt wurden. Im Rahmen dieser Messungen wurden Anregungsschemata für die resonante Anregung und Ionisation von Kupfer und Palladium für Titan:Saphir-Laser getestet. Dabei konnte zum ersten Mal frequenzvervierfachtes Laserlicht in einer Laserionenquelle eingesetzt werden. Am ORNL wurden Studien zur Zeitstruktur von Laserionenpulsen, sowie Emittanzmessungen von Laser- und Oberflächenionenstrahlen durchgeführt werden.

Synthese, Tritierung, 99m Tc-Markierung und Evaluierung von Benzamid-Derivaten zur Visualisierung der D 2, D 3-Rezeptoren

Die Diagnose und Therapie von neurodegenerativen Krankheiten, wie beispielsweise Morbus Parkinson besitzt in der heutigen Gesellschaft eine immer größere Bedeutung. Über moderne, bild¬gebende nuklear¬medizinische Verfahren wie SPECT und PET ist es mit geeigneten Radioliganden möglich, Morbus Parkinson vor dem Auftreten von Symptomen zu diagnostizieren. Ein wichtiger Ansatzpunkt zur Diagnose von Morbus Parkinson ist die Visualisierung der postsynaptischen Dopamin-Rezeptoren über radioaktiv (11C, 18F, 123I) markierte Benz¬amid-Derivate. Auf Grundlage der (S)-Pyrolidin-2,3-dimethoxy-Benzamid-Struktur des 18F-Liganden Fallypride wurden verschiedene 99mTc-markierte Benzamid-Derivate als potentielle Radio¬liganden zur Parkinson-Diagnostik entwickelt. Um das Potential von Metall-konjugierten Benzamiden abschätzen zu können, wurden zunächst einfache Vergleichssubstanzen entwickelt. Diese sollten die Einführung eines Chelators simulieren und wurden hierfür hinsichtlich ihrer in vitro-Bindungsaffinitäten zu den Dopamin-, Serotonin- und adrenergen Rezeptoren evaluiert. Die zunächst entwickelten Derivate mit unterschiedlichen Kettenlängen zur Kopplung des Chelators zeigten für die Propylkette Affinitäten im nanomolaren Bereich. Im Anschluss sollten basierend auf diesen Ergebnissen vier verschiedene Chelatoren (Carbony-Cyclopentadienyl, Amido-Cyclopentadienyl, 2-Pyridyl-Imin und N2S2) über eine Propylkette an die 5-Position der Benzamidgrundstruktur gekoppelt werden. Die geplante Synthese des Carbonyl-Cyclopentadienyl-Derivates gelang jedoch nicht. Für die weiteren Chelatoren (Amido-Cyclopentadieny, 2-Pyridyl-Imin und N2S2) konnten die jeweiligen Markierungs¬vorläufer und Rhenium-Komplexe dargestellt werden, die ebenfalls hinsichtlich ihrer Bindungs¬affinitäten evaluiert wurden. Die erzielten Affinitäten zeigten, dass eine Über¬tragung der Affinitäten der einfachen Vergleichssubstanzen auf die komplexeren Metall-Benzamide nicht möglich war. Insbesondere der N2S2-Rhenium-Komplex besitzt nur noch geringe Affinität (490 - 900 nM) zu den D2- und D3-Rezeptoren. Die mittel-affinen 2-Pyridyl-Imin- und Amdio¬cyclopentadien-Komplexe wurden mit 99mTc markiert und die Markierungsausbeute hinsichtlich Reaktionstemperatur, Markierungs-vorläuferkonzentration und Heizmethoden optimiert. Dabei konnte der Imin-Komplex quantitativ mittels fac-[99mTc(CO)3(H2O)3]+ in 30 Minuten bei 45°C markiert werden. Der Amido-Cyclopentadien-Komplex konnte über die Umsetzung des Ferrocen-Markierungsvorläufer mit Mn(CO)5Br und [99mTcO4]- in Ausbeuten von bis zu 60 % markiert werden. Im Anschluss an die Markierungen wurden die 99mTc-Komplexe über HPLC isoliert und in in vitro-Auto¬radiographien von Rattenhirnschnitten weiter evaluiert. Die erhaltenen Ergebnisse bestätigten die für die Rhenium-Komplexe erzielten Affinitäten und zeigten keine spezifische Anreicherung in bestimmten Hirnarealen. Aus diesen Ergebnissen kann ge¬schlossen werden, dass die dargestellten 99mTc-Benzamide aufgrund mangelnder Affinitäten und einer hohen unspezifischen Bindung keine geeigneten Liganden zur Darstellung der D2- und D3- Rezeptoren sind. Um die dargestellten 99mTc-Benzamide mit [18F]Fallypride vergleichen zu können, wurde zusätzlich [3H]Fallypride dargestellt. Hierfür wurde zunächst der Nor-Markierungsvor¬läufer synthetisiert und die Markierungsausbeute optimiert. Die finale Umsetzung mit [3H]Methylnosylat ergab nach HPLC-Aufreinigung 15 mCi [3H]Fallypride mit einer radio¬chemischen Reinheit von >99,5 %. Erste Autoradiographien zeigten eine hohe Anreicherung des Liganden im Striatum, verbunden mit einer sehr niedrigen unspezifischen Bindung.

Entwicklung von Ionenquellen zur Optimierung von Selektivität und Effizienz bei der resonanten Laserionisation

In der vorliegenden Arbeit werden Entwicklungen zur Optimierung von Selektivität und Effizienz von Resonanzionisations-Laserionenquellen vorgestellt. Mit der Perspektive auf die Anwendungen radioaktiver Ionenstrahlen in der Grundlagenforschung sowie auf Fragestellungen in der Ultraspurenanalytik wurden verschiedene Methoden entwickelt und erprobt: Auf Seiten der Grundlagenforschung wurden zwei komplementäre Ansätze, die Konstruktion von Ionenquellen aus Materialien niedriger Austrittsarbeit und die Weiterentwicklung der Laserionenquelle und -falle LIST umgesetzt. Hierdurch konnte die Selektivität der Resonanzionisation in on-line Tests um einige Gröÿenordnungen verbessert werden. Für die Ultraspurenanalytik wurden speziell angepasste, hocheffiziente Ionenquellen entwickelt. Mit diesen Ionenquellen wurde für die Resonanzionisation von Gallium eine Ionisationseffizienz von 67 % demonstriert, für den Ultraspurennachweis des im Zusammenhang der nuklearen Endlagerung wichtigen Radioisotops 99g-Technetium wurde auf dieser Grundlage eine Nachweisgrenze von weniger als 10^6 Atomen gezeigt.

MikroSISAK für die Chemie der schwersten Elemente

ZusammenfassungrnDie vorliegende Arbeit beschreibt Experimente mit einer Apparatur namens Mikro-rnSISAK, die in der Lage ist, eine Flüssig-Flüssig-Extraktion im Mikroliter-Maßstab durchzuführen. Dabei werden zwei nicht mischbare Flüssigkeiten in einer Mikrostruktur emulgiert und anschließend über eine Teflonmembran wieder entmischt.rnIn ersten Experimenten wurden verschiedene Extraktionssysteme für Elemente derrnGruppen 4 und 7 des Periodensystems der Elemente untersucht und die Ergebnisse mit denen aus Schüttelversuchen verglichen. Da die zunächst erreichten Extraktionsausbeuten nicht ausreichend waren, wurden verschiedene Maßnahmen zu deren Verbesserung herangezogen.rnZunächst hat man mit Hilfe eines an die MikroSISAK-Apparatur angelegten Heizelements die dort für die Extraktion herrschende Temperatur erhöht. Dies führte wie erhofft zu einer höheren Extraktionsausbeute.rnDes Weiteren wurde MikroSISAK vom Institut für Mikrotechnik Mainz, welches derrnEntwickler und Konstrukteur der Apparatur ist, durch eine Erweiterung modifiziert, um den Kontakt der beiden Phasen zwischen Mischer und Separationseinheit zu verlängern. Auch dies verbesserte der Extraktionsausbeute.rnNun erschienen die erzielten Ergebnisse als ausreichend, um die Apparatur für online-Experimente an den TRIGA-Reaktor Mainz zu koppeln. Hierfür wurden durch Kernreaktion erzeugte Spaltprodukte des Technetiums MikroSISAK zugeführt, um sie dort abzutrennen und anschließend über ihren Zerfall an einem Detektor nachzuweisen. Neben erfolgreichen Ergebnissen lieferten diese Experimente auch die Belege für die Funktionsfähigkeit eines neuen Entgasers und für die Möglichkeit sowohl diesen als auch ein adäquates Detektorsystem an die MikroSISAK-Apparatur anzuschließen.rnDies schafft die Voraussetzung für die eigentliche Anwendungsidee, die hinter der Entwicklung von MikroSISAK steckt: Die Untersuchung der chemischen Eigenschaften von kurzlebigen superschweren Elementen (SHE) an einem Schwerionenbeschleuniger. Es liegt nahe, solche Experimente für das schwere Homologe des Technetiums, Element 107, Bohrium, ins Auge zu fassen.

Is there a need for dedicated bone imaging in addition to 18F-FDG PET/CT imaging in pediatric sarcoma patients?

Many children with sarcomas undergo whole body 2-deoxy-2-((18)F)fluoro-D-glucose positron emission tomography/computed tomography ((18)F-FDG PET/CT) and technetium methylene diphosphonate ((99)Tc-MDP) studies. It is unknown whether the combination of both tests results in more accurate detection of bone lesions than (18)F-FDG- PET/CT alone.

Functionally relevant coronary artery disease: comparison of 64-section CT angiography with myocardial perfusion SPECT

PURPOSE: To prospectively determine the accuracy of 64-section computed tomographic (CT) angiography for the depiction of coronary artery disease (CAD) that induces perfusion defects at myocardial perfusion imaging with single photon emission computed tomography (SPECT), by using myocardial perfusion imaging as the reference standard. MATERIALS AND METHODS: All patients gave written informed consent after the study details, including radiation exposure, were explained. The study protocol was approved by the local institutional review board. In patients referred for elective conventional coronary angiography, an additional 64-section CT angiography study and a myocardial perfusion imaging study (1-day adenosine stress-rest protocol) with technetium 99m-tetrofosmin SPECT were performed before conventional angiography. Coronary artery diameter narrowing of 50% or greater at CT angiography was defined as stenosis and was compared with the myocardial perfusion imaging findings. Quantitative coronary angiography served as a reference standard for CT angiography. RESULTS: A total of 1093 coronary segments in 310 coronary arteries in 78 patients (mean age, 65 years +/- 9 [standard deviation]; 35 women) were analyzed. CT angiography revealed stenoses in 137 segments (13%) corresponding to 91 arteries (29%) in 46 patients (59%). SPECT revealed 14 reversible, 13 fixed, and six partially reversible defects in 31 patients (40%). Sensitivity, specificity, and negative and positive predictive values, respectively, of CT angiography in the detection of reversible myocardial perfusion imaging defects were 95%, 53%, 94%, and 58% on a per-patient basis and 95%, 75%, 96%, and 72% on a per-artery basis. Agreement between CT and conventional angiography was very good (96% and kappa = 0.92 for patient-based analysis, 93% and kappa = 0.84 for vessel-based analysis). CONCLUSION: Sixty-four-section CT angiography can help rule out hemodynamically relevant CAD in patients with intermediate to high pretest likelihood, although an abnormal CT angiography study is a poor predictor of ischemia.

NOVEL AMINO ACID TRANSPORTER-TARGETED RADIOTRACERS FOR BREAST CANCER IMAGING

Breast cancer is the most common malignancy among women in the world. Its 5-year survival rate ranges from 23.4% in patients with stage IV to 98% in stage I disease, highlighting the importance of early detection and diagnosis. 18F-2-Fluoro-2-deoxy-glucose (18F-FDG), using positron emission tomography (PET), is the most common functional imaging tool for breast cancer diagnosis currently. Unfortunately, 18F-FDG-PET has several limitations such as poorly differentiating tumor tissues from inflammatory and normal brain tissues. Therefore, 18F-labeled amino acid-based radiotracers have been reported as an alternative, which is based on the fact that tumor cells uptake and consume more amino acids to sustain their uncontrolled growth. Among those radiotracers, 18F-labeled tyrosine and its derivatives have shown high tumor uptake and great ability to differentiate tumor tissue from inflammatory sites in brain tumors and squamous cell carcinoma. They enter the tumor cells via L-type amino acid transporters (LAT), which were reported to be highly expressed in many cancer cell lines and correlate positively with tumor growth. Nevertheless, the low radiosynthesis yield and demand of an on-site cyclotron limit the use of 18F-labeled tyrosine analogues. In this study, four Technetium-99m (99mTc) labeled tyrosine/ AMT (α-methyl tyrosine)-based radiotracers were successfully synthesized and evaluated for their potentials in breast cancer imaging. In order to radiolabel tyrosine and AMT, the chelators N,N’-ethylene-di-L-cysteine (EC) and 1,4,8,11-tetra-azacyclotetradecane (N4 cyclam) were selected to coordinate 99mTc. These chelators have been reported to provide stable chelation ability with 99mTc. By using the chelator technology, the same target ligand could be labeled with different radioisotopes for various imaging modalities for tumor diagnosis, or for internal radionuclide therapy in future. Based on the in vitro and in vivo evaluation using the rat mammary tumor models, 99mTc-EC-AMT is considered as the most suitable radiotracer for breast cancer imaging overall, however, 99mTc-EC-Tyrosine will be more preferred for differential diagnosis of tumor from inflammation.