SSS TÜMÖRLERİNDE MOLEKÜLER GÖRÜNTÜLEME

26.04.2014
MOLEKÜLER GÖRÜNTÜLEME NEDİR?
SSS TÜMÖRLERİNDE
MOLEKÜLER GÖRÜNTÜLEME
Dr. Cem ÇALLI
rsna.healthimaginghub.com
MOLEKÜLER GÖRÜNTÜLEME NEDİR?
MOLEKÜLER GÖRÜNTÜLEME NEDİR?
Molecular imaging techniques directly or indirectly monitor
and record the spatiotemporal distribution of molecular or
cellular processes for biochemical, biologic, diagnostic, or
therapeutic applications.
(Thakur ML, Lentle BC; J Nucl Med. 2005)
Biyolojik süreçlerin hücresel ve moleküler düzeyde in vivo ölçümü
ve karakterizasyonu
Moleküler biyoloji ve in vivo görüntülemenin kesiştiği bir disiplin
Molecular imaging is the visualization, characterization, and
measurement of biological processes at the molecular and
cellular levels in humans and other living systems. Molecular
imaging typically consists of 2- or 3-dimensional imaging as
well as quantification over time. The techniques used include
radiotracer imaging/nuclear medicine, MR imaging, MR
spectroscopy, optical imaging, ultrasound, and others
(Mankoff DA; JNM 48(6)18N, 2007)
NE MOLEKÜLER GÖRÜNTÜLEME “DEĞİLDİR”?
MOLEKÜLER GÖRÜNTÜLEME İÇİN:
Örnekler:
Te-99m myokardial kan akımı ölçümü

CT/ MR Perfüzyon

MR DTI
Biomarker olarak bilinen “prob” lara ihtiyaç var
Biomarkerlar spesifik hedef veya süreçlerin
görüntülenmesine yarıyor
Biomarkerlar çevre doku ile kimyasal olarak etkileşerek
doku ve hücrelerdeki moleküler değişikliklerin
görüntülenmesine aracılık ediyor

vs…….
Çünkü metabolik ve hücresel işlemler hakkında bilgi yok…

Radyafarmakoloji
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
1
26.04.2014
MOLEKÜLER GÖRÜNTÜLEME MODALİTELERİ:
•MRI
MOLEKÜLER GÖRÜNTÜLEME MODALİTELERİ:
•Optik Görüntüleme:
Hyperpolarization
Targeted MRI contrast agents
MR Spectroscopy
fluorescence, bioluminescence, absorption, reflectance
•Optical Imaging
fluorescence, bioluminescence, absorption, reflectance
•SPECT
Radiotracers emitting Gamma rays (99mTc, 111In, 123I, 201Tl)
•PET
Radiotracers emitting positron
http://www.sickkids.ca/Research/Auditory-science-laboratory/Research-tools/Optical-imaging/index.html
http://www.perkinelmer.com/pages/020/imaging/optical-imaging-technology.xhtml
•Microscopy & Nanoscopy techniques
MOLEKÜLER GÖRÜNTÜLEME MODALİTELERİ:
MOLEKÜLER GÖRÜNTÜLEME kontrast ajanları:
•MRI
Hyperpolarization
Targeted MRI contrast agents
MR Spectroscopy
MICAD
(Molecular Imaging and Contrast Agent Database)
•Optical Imaging
fluorescence, bioluminescence, absorption, reflectance
•SPECT
Radiotracers emitting Gamma rays (99mTc, 111In, 123I, 201Tl)
by
National Center for Biotechnology Information (US)
January 2013: 1361 agents (242 approved by FDA)
•PET
Radiotracers emitting positron
•Microscopy & Nanoscopy techniques
Anatomik
Görüntüleme
Fizyolojik
Görüntüleme
Moleküler
Görüntüleme
MOLEKÜLER GÖRÜNTÜLEME (Beyin Tümörleri):
•MRG
Hyperpolarization
Targeted MRI contrast agents
MR Spectroscopy
•Optical Imaging
fluorescence, bioluminescence, absorption, reflectance
•SPECT
Radiotracers emitting Gamma rays (99mTc, 111In, 123I, 201Tl)
Morphology
Hemodynamics
Permeability
CNS activity
Metabolites
Receptor imaging
Target specific CAs
Pharmacokinetics
•Microscopy & Nanoscopy techniques
•PET
Radiotracers emitting positron
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
2
26.04.2014
Beyin tümörleri görüntülemesinde MG’ye neden
ihtiyaç var?
PET:
Bilmemiz gereken:
Radionuclids (İzotoplar):
Tümör tipi
• carbon-11
 Tümör grade’ i
• fluorine-18
 Tam lokalizasyonu, yayılımı, metabolik aktivitesi
• gallium-68
 Patognomonik genetik değişiklikleri (Hedef tedavi)
• copper-64
 Tümörün tedaviye cevabı
• iodine-124
 Kalıntı / Nüks tm varlığı
• zirconium-89
 Tedaviye bağı değişikliklerin izlemi (Nekroz / Canlı tm)
 RT planlamasında hedef alan
PET Radyonüklidleri (Beyin tümör görüntülemesinde):
18F-FDG PET:
 En çok bulunabilen tracer
18F-fluorodeoxyglucose (18F-FDG)
18F-fluoro-3'-deoxy-3'-L: -fluorothymidine (18F-FLT)
18F-fluoro-dihydroxy-l-phenylalanine (F-DOPA)
 Glukoz analoğu
 Dokunun glukoz kullanımı ve metabolizmasında etkili
 Normal beyinde yüksek kullanım
18F-choline (CHO)
 Beyin tmlerinde dezavantaj
11C-choline (CHO)
 Düşük grade tmlerde hipometabolizma
11C-methionine (MET)
 Malign tmlerde yüksek uptake
vs….
 Enflamatuar lezyonlar (false pozitif yüksek uptake)
18F FDG PET-CT
GK, 70 y erkek, Lenfoma
18F FDG PET-CT
SA,
62 y kadın
Meme ca
Matastazı
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
3
26.04.2014
ST
18F FDG PET-CT
ST
44 y kadın
Diab. Insip.
Ac ca
Metastaz
18F FDG PET-CT
Mİ,
İZ,
55 y erkek
51 y erkek
Lenfoma
AC ca
Pit. Makroadenom
İK
Beyin Tümörleri:
Ted sonrası takip: 18F FDG PET
49 y erkek
Pre-op
Glioblastoma,
RT + Temozolomide
Postop, Post RT 6 months follow-up
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
4
26.04.2014
Perfusion MRI
18F FDG PET-CT
EY
44 y erkek
Glioblastoma,
RT + Temozolomide
EY
EY
Perfusion MRI
18F FDG PET-CT
MRS
AÇ, 43 y kadın, Lenfoma
HZ, 60 y kadın, Anaplastik Astrositom
Pretreatment
18F FDG PET-CT
Posttreatment
Posttreatment
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
5
26.04.2014
NÇ
Perfusion MRI
Perfusion MRI
18F FDG PET-CT
NÇ,
74 y kadın,
Glioblastoma
PostSurg, PostRT
18F-FLT PET:
18F-FLT PET (Glioblastoma)
+C T1W
 Bir nükleozid
18F-FDG
18F-FLT
 Timidin DNA sentezine katılıyor
Timidin’in kandan DNA ya katılımını gösteriyor
Tümör proliferayonu için güvenilir biyomarker
 Nüks tm tanısında güvenilir
 FDG tersine normal beyinde birikmez
No uptake in normal brain
High uptake in tm
 KBB ini geçemez
Chen et al. J Nucl Med 2005; 46:945–952
18F-FLT PET (Grade II Oligo):
+C T1W
T2W
18F-FDG
18F-FDOPA PET:
18F-FLT
 Amino asid analoğu
 KBB ni geçer
 Tm dokusuna artmış aminoasid alımı
 Düşük ve yüksek grade tm’ler benzer uptake
No uptake in tm
BBB intact, Less proliferation
Chen et al. J Nucl Med 2005; 46:945–952
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
6
26.04.2014
18F-FDOPA PET (Glioblastoma):
+C T1W
18F-FDG
18F-FDOPA PET (Grade II Oligo):
18F-FDOPA
+C T1W
18F-FDG
18F-FDOPA
Better visualization compared
to FDG, high uptake
High uptake compared to FLT,
crosses the BBB
Chen et al. J Nucl Med 2007; 48:1468–1481
Chen et al. J Nucl Med 2007; 48:1468–1481
Chen et al. J Nucl Med 2007; 48:1468–1481
18F-FDOPA PET ( Posttreatment follow-up):
+C T1W
18F-FDG
18F-FDOPA
T2W
18F-FDG
18F-FDOPA
GBM
Brain tümörleri:
Ted sonrası 18F-FDOPA PET takibi
G2 OLIGO
18F-FDOPA vs 18F-FLT
11C-Methionine PET:
 11C 18F ile kıyasla daha kısa yarı ömre sahip
 20.4 dak vs 109.8 dak
A. MRI
B. FDG
C. F DOPA
D. FLT
 On-site siklotrona ihtiyaç?
 Amino asid tracer
 KBB’ni geçiyor
 TM sınırlarının belirlenmesinde faydalı
Grade II
astrositoma
Grade II glioma
Ependimoma
 Tm grade’lesinde yararı yok
Clin Radiol 2010;65:536-548
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
7
26.04.2014
11C-Methionine PET (Gr III Oligo):
Cung et al. Eur J Nucl Med (2002) 29:176–182
11C-Methionine PET (Nüks GBM):
Terakawa et al. J Nucl Med 2008; 49:694–699
Moleküler Görüntülemenin parlak geleceği:
 Doku (hücre) spesifik görüntüleme
 Gen spesifik görüntüleme
 Reseptör spesifik görüntüleme (EGFR, VEGF; etc)
 Hedefe yönelik tedavi stratejileri
 Tümöral büyüme ve ted. yanıtın biyolojik
monitorizasyonu
 Cerrahi sırasında tm sınırı belirlenmesinde optik
görüntüleme
 “Theragnostics”
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
8