Η ΜΟΡΙΑΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΤΟΥ ΚΑΡΚΙΝΟΥ ΠΡΟΣΤΑΤΗ. ΕΥΑΓΓΕΛΙΑ ΖΑΡΟΜΥΤΙΔΟΥ Πυρηνικός Ιατρός Επιμ. Α τμήματος Πυρηνικής Ιατρικής Α.Ν.Θ.

Transcript

1 Η ΜΟΡΙΑΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΤΟΥ ΚΑΡΚΙΝΟΥ ΠΡΟΣΤΑΤΗ ΕΥΑΓΓΕΛΙΑ ΖΑΡΟΜΥΤΙΔΟΥ Πυρηνικός Ιατρός Επιμ. Α τμήματος Πυρηνικής Ιατρικής Α.Ν.Θ. «ΘΕΑΓΕΝΕΙΟ»

2 Μοριακή Απεικόνιση (molecular imaging) Αυτή η μοναδική απεικονιστική μέθοδος προσφέρει: ðτη μελέτη της φυσιολογίας και παθοφυσιολογίας των οργάνων, εισάγοντας την έννοια της Μοριακής Πυρηνικής Ιατρικής, δηλαδή την ειδικότητα που διαγιγνώσκει παθήσεις σε μοριακό επίπεδο με την βοήθεια ραδιοϊσοτόπων

3 Από τη σύντηξη εξελιγμένου λογισμικού δύο εξετάσεων, της PET και της CT, προέρχεται η PET/CT η οποία αποτελεί σύγχρονη απεικονιστική μέθοδο Στην Ογκολογία, η μοριακή απεικόνιση επιτρέπει όχι μόνο την ανατομική θέση ενός όγκου μέσα στο σώμα, αλλά και την απεικόνιση της έκφρασης και της δραστηριότητας ειδικών μορίων (π.χ., πρωτεάσες και πρωτεΐνοκινάσες) και βιολογικών διεργασιών (π.χ. απόπτωση, αγγειογένεση, μετάσταση) που επηρεάζουν τη συμπεριφορά του όγκου ή/ και την ανταπόκριση στη θεραπεία.

4 Πλεονεκτήματα της PET ü ü ü ü ü Χρησιμοποιούνται ραδιοφάρμακα που συμπεριφέρονται σαν ενδογενή μόρια Οι βιολογικές μεταβολές προηγούνται των ανατομικών μεταβολών Υψηλή διακριτική ικανότητα, υψηλή ευαισθησία και ειδικότητα Γρήγορη απεικόνιση ολοσωματικές τομογραφικές εικόνες Ποσοτικοποίηση της καθήλωσης του ραδιοφαρμάκου (SUV)

5 SUV (standardized uptake value) τιμή σταθερής πρόσληψης C(t) = Ενεργότητα ραδιοφαρμάκου στον ιστό Inj. a. (t)=ενεθείσα δόση ραδιοφαρμάκου B.W. =Βάρος του ασθενούς Φυσιολογικές τιμές SUV : 0,5-2,5 Παθολογικές τιμές SUV > 2,5-3

6 ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ PET Η μη ανίχνευση μικρού μεγέθους κακοηθών εστιών Χαμηλή ευαισθησία στη μελέτη του ουροποιητικού συστήματος, μυοκαρδίου και εγκεφάλου Αδυναμία στη διάκριση μεταξύ νεοπλασματικής νόσου και φλεγμονής

7 Κυριότερες ενδείξεις της PET/CT στη μελέτη του Καρκίνου του Προστάτη v v v v v v v v Διάγνωση και εντόπιση πρωτοπαθούς εστίας Εξωπροστατική εξάπλωση Σταδιοποίηση επιχώριων λεμφαδένων Ανίχνευση πιθανής υποτροπής Διάγνωση και παρακολούθηση μεταβολικά ενεργών οστικών μεταστάσεων Επανασταδιοποίηση και θεραπευτική αντιμετώπιση (πλάνο) Παρακολούθηση ανταπόκρισης στη θεραπεία Εκτίμηση της έκτασης της μεταβολικής δραστηριότητας στον ορμονοάντοχο καρκίνο του προστάτη

8 Τα κύρια ραδιοφάρμακα που χρησιμοποιούνται στον καρκίνο του προστάτη είναι: 18F-FDG μεταβολισμός της γλυκόζης 11C-acetate σύνθεση λιπαρών οξέων 11C-choline μεταβολισμός κυτταρικών μεμβρανών 18F- choline μεταβολισμός κυτταρικών μεμβρανών 18F-FCH μεταβολισμός κυτταρικών μεμβρανών 11C-methionine πρωτεϊνοσύνθεση, κυτταρικό πολλαπλασιασμό 18F-NaF μεταβολισμός των οστών 18F-FDHT υποδοχείς ανδρογόνων 18F-(FLT) κυτταρικό πολλαπλασιασμό

9 18F-FDG Χαρακτηριστικό γνώρισμα της κακοήθειας είναι το φαινόμενο Warburg (effect Warburg), το οποίο αναφέρεται σε βιολογικούς μηχανισμούς που ενισχύουν την επιβίωση των καρκινικών κυττάρων. Αναλυτικότερα: Ø Ο καρκινικός όγκος παρουσιάζει αυξημένη αερόβια και αναερόβια γλυκόλυση, αυξημένη σύνθεση πρωτεΐνών και DNA και αυξημένη αιμάτωση. Ø Στον αυξημένο μεταβολισμό της γλυκόζης στηρίζεται η χρήση της 18F-FDG και την καθιστά ικανοποιητικό ιχνηθέτη για τη μελέτη του καρκίνου του προστάτη 18F-FDG: Είναι μεταβολικό ανάλογο της γλυκόζης που μεταφέρεται εντός των κυττάρων κυρίως μέσω των μεμβρανικών υποδοχέων της γλυκόζης (GLUT1), στη συνέχεια φωσφορυλιώνεται μέσω του ενζύμου εξοκινάσης, παγιδεύεται στο κυτταρόπλασμα και δεν μεταβολίζεται περαιτέρω.

10 Το 99% της PET απεικόνισης στηρίζεται στη χρήση της 18F-FDG Η πρόσληψή της από τα καρκινικά κύτταρα εκφράζει: Κυτταροβρίθεια Πολλαπλασιασμό Επιθετικότητα Βιωσιμότητα Και επιπλέον σε μοριακό επίπεδο η αυξημένη συσσώρευση της 18F-FDG οφείλεται: àστην αυξημένη έκφραση και δραστικότητα των μεταφορέων γλυκόζης- GLUT, àστην αυξημένη παραγωγή και δραστικότητα της εξοκινάσης, àστην απουσία ή χαμηλά επίπεδα της φωσφατάσης.

11 Περιορισμοί της FDG PET/CT στον καρκίνο του προστάτη: Ø Χαμηλή ευαισθησία στη σταδιοποίηση πρωτοπαθών μη αντιμετωπιζόμενων φαρμακευτικά όγκων του προστάτη (με χαμηλό Gleason score και χαμηλές τιμές PSA) Ø Περιορισμένη χρησιμότητα στην αρχική διάγνωση και επανασταδιοποίηση Ø Φτωχή ανίχνευση των ενδοπυελικών κοιλιακών λεμφαδένων εξαιτίας της αποβολής του ραδιοφαρμάκου δια της ουροποιητικής οδού και εντερικής Ø Δεν μπορεί να διαφοροποιήσει τον πρωτοπαθή καρκίνο του προστάτη από τη καλοήθη υπερτροφία του προστάτη ή φλεγμονή/ λοίμωξη. Εν κατακλείδι Ο ρόλος της είναι σημαντικός για την απάντηση στη θεραπεία και για την πρόγνωση του μεταστατικού καρκίνου του προστάτη

12 A 67-y-old man with biopsy-confirmed prostate cancer (Gleason score, 8; PSA level, 14.6 ng/ml). 18F-FDG PET/CT shows intense hypermetabolism (maximum SUV, 7.7) in right prostate lobe. Serial 18F-FDG PET/CT and bone scans of 63-y-old man with castrate-resistant metastatic prostate cancer with original primary cancer Gleason score of 9. Rows from top to bottom are scans at baseline (before chemotherapy) and at 4, 8, and 12 mo after initiation of chemotherapy

13 Η χολίνη στην απεικόνιση του καρκίνου του προστάτη Η χολίνη αποτελεί μία πρόδρομη ουσία για τη σύνθεση των φωσφολιπιδίων, τα οποία με τη σειρά τους αποτελούν τα βασικά συστατικά των κυτταρικών μεμβρανών. Η χολίνη εισέρχεται στα κύτταρα μέσω ειδικών μεταφορέων. Στο εσωτερικό του κυττάρου, με τη βοήθεια του ενζύμου κινάση της χολίνης (choline kinase ck), φωσφορυλιώνεται και μετατρέπεται σε φωσφορυλοχολίνη, η οποία με τη σειρά της μετατρέπεται σε φωσφατιδυλοχολίνη (λεκιθίνη) που αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα φωσφολιπίδια όλων των κυτταρικών μεμβρανών. Η αυξημένη λιπογένεση αποτελεί ένα χαρακτηριστικό των καρκινικών κυττάρων και σε αυτό στηρίζεται η απεικόνιση του καρκίνου με ραδιοφάρμακα PET και χολίνη. Οι γρήγορα πολλαπλασιαζόμενοι όγκοι έχουν αυξημένες ανάγκες σε σύνθεση κυτταρικής μεμβράνης/λιπαρών οξέων με αποτέλεσμα να υπάρχουν αυξημένα επίπεδα μεταβολιτών

14 Ως εναλλακτικός παράγοντας στην απεικόνιση του καρκίνου του προστάτη προτάθηκε αρχικά η επισημασμένη με C-11 χολίνη Λόγω της φυσιολογικής βιοκατανομής της 11C-χολίνης στο ήπαρ, σπλήνα, νεφρούς και πάγκρεας, η απεικόνιση της κοιλιακής χώρας είναι δύσκολη Μικρός χρόνος ημίσειας ζωής (Τ ½ = 20 min) Μέγιστη διαγνωστική ακρίβεια λόγω αυξημένης καθήλωση στον πρωτοπαθή καρκίνο και σε πολλαπλές μεταστάσεις

15 Man with biochemical relapse

16 Με βάση το F, σήμερα υπάρχουν δύο παράγωγα χολίνης : 18F-FCΗ και 18F-ΕFCΗ ü ü ü ü Ταχεία πρόσληψη από τον όγκο, ταχεία κάθαρση από το αίμα Εικόνα εξαιρετικής αντίθεσης 3min μετά την iv χορήγησή της Μέγιστη διαγνωστική ακρίβεια εστιών τοπικής υποτροπής της νόσου (όταν PSA),, µεταστάσεωνσεων µαλακών ν µορίων και οστών Αδυναµία α ανάδειξης µικροµεταστατικής λεµφαδενικής ς νόσου Μία α πιθανή επιπλέον µελλοντική ένδειξη της: εκτίµηση της ανταπόκρισης σε νέες θεραπευτικές ς στρατηγικές

17 A 60-y-old man with history of prostate cancer who had undergone resection and had rising PSA level. Right column from top to bottom shows 18F-fluorocholine PET, pelvis CT, and fused PET/CT images demonstrating abnormal accumulation of radiotracer in normal-sized right internal iliac lymph node (arrows). Maximum-intensity-projection image on left shows normal biodistribution of 18F-fluorocholine and no other suggestive lesions.

18 11C-methionine 11C-acetate 18F- Η 11C-μεθειονίνη έχει χρησιμοποιηθεί FDHT για αρκετά χρόνια στην ογκολογική απεικονιστική. Η αυξημένη πρόσληψη της αντικατοπτρίζει την αυξημένη πρωτεϊνοσύνθεση και τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό. Ø φαίνεται να είναι και καλύτερη επιλογή από την FDG για την ανίχνευση λεμφαδενικής νόσου στον καρκίνο του προστάτη Το11 C-οξικό, η αυξημένη του πρόσληψη αντικατοπτρίζει τη σύνθεση λιπαρών οξέων Ø έχει μεγαλύτερη ευαισθησία από την FDG για την ανίχνευση τοπικής ή απομακρυσμένης μεταστατικής νόσου. 18F-φλουορο-διυδρο-τεστοστερόνης (FDHT). Ως γνωστόν, ο υποδοχέας ανδρογόνων παίξει σημαντικό ρόλο στον πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων του προστάτη. Σχεδόν όλοι οι ασθενείς με καρκίνου του προστάτη ανταποκρίνονται στον ανδρογονικό αποκλεισμό, τουλάχιστον σε πρώτη φάση. Ø Φαίνεται ότι πρωτοπαθείς ή μεταστατικές εστίες που προσλαμβάνουν FDHT είναι ευαίσθητες στον φαρμακευτικό ανδρογονικό αποκλεισμό, ενώ αυτές που δεν προσλαμβάνουν την εν λόγω ουσία είναι ανθεκτικές σε αυτήν την θεραπεία

19 Το 18F-NaF χρησιμοποιείται για την απεικόνιση των οστών και προσφέρει μεγαλύτερη ακρίβεια στην ανίχνευση των οστικών μεταστάσεων(οστεοβλ αστικώνοστεολυτικών), σε σύγκριση με το σπινθηρογράφημα οστών. Maximum-intensity-projection PET image (A) and selected axial PET/CT (B, D, F, H) and CT (C, E, G, I) images of 18F-NaF PET/CT scan of 63-y-old man with prostate cancer. Increased 18F-NaF uptake can be seen in benign changes of right cervical facet joint (green arrow in A, B, and C), healing rib fracture (yellow arrow in A, D, and E), benign lumbar Η πρόσληψη του είναι αποτέλεσμα της ανταλλαγής evident. ιόντων μεταξύ vertebral bone cyst (blue arrow in A, F, and G), and blastic metastasis in sacrum (red arrow in A, H, and I). Additional value of CT to characterize focally increased tracer uptake is

20 Χαρακτηριστικά και προτεινόμενες εφαρμογές PΕΤ ραδιοφαρμάκων για την σταδιοποίηση του καρκίνου του προστάτη 18F-FDG 11Cmethionine 11C-choline 18F- choline 11C-acetate 18F- FDHT Φυσιολογική κατανομή Μυοκάρδιο έντερο, ήπαρ, Σπλήνα, νεφρά Πάγκρεας, ήπαρ, σπλήνα, νεφρά, σιελογόνοι αδένες Πνεύμονα, ήπαρ, νεφρά, επινεφρίδια Φλοιός νεφρών, ήπαρ, σπλήνα, σιελογόνοι αδένες Πνεύμονα, σπλήνα, πάγκρεας, ήπαρ, νεφρά, έντερο, μυελός οστών =παρ, αίμα, λεπτό έντερο Απέκκριση Νεφρική Ούρα Εντερική Ούρα Εντερική Εντερική Κατάλληλο για: Πρωτοπαθείς εστίες -? +? + - Τοπικά προχωρημένος ΚΠ, βιοχημική υποτροπή Απομακρυσμένες Μ, βιοχημική υποτροπή +? Προγνωστική αξία +???? ίσως Ανταπόκριση στη θεραπεία ++???? +

21