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2 18F-FDG 18F-FDG Entrata glucosio nelle cellule Segue due vie: diffusione facilitata (in presenza di eccesso) trasporto attivo Na-dipendente (richiede energia) logo.jpg FDG si accumula in base al contenuto intracellulare di ATP ( Minn H, Resp Exp Med 1991;191:27-35) MARKER DI PROLIFERAZIONE Ki-67 Vari lavori hanno dimostrato che l accumulo di FDG correla con il Ki-67 Si può accumulare in lesioni benigne (causa di FP); nel fegato, per esempio: Istoplasmosi Sarcoidosi Ascesso epatico Pseudotumore infiammatorio Adenoma epatico

3 11 C-acetato Precursore aminoacidi e steroli Introdotto negli anni 80 per lo studio del metabolismo ossidativo del miocardio: rapida conversione in acetil- CaA (tramite acetilcaa sintetasi) e ossidazione in TCA per la produzione di ( Krebs CO 2 (ciclo di logo.jpg Dimostrato il suo utilizzo in numerosi tumori solidi non FDG sensibili, dove si accumula (basso washout rispetto al miocardio) incorporandosi nel pool lipidico ed è verosimile che questo sia dovuto ad aumento della sintesi lipidica de novo, quale espressione di proliferazione cellulare. Ma questa via metabolica non è la stessa per tutti i tipi di tumore. Ciclo TCA0 Acetato Acetil-CoA Sintesi lipidi CO 2 Metaboliti Acidi grassi

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5 GRUPPO 1 PSA < 1.0 ( aa 29 pazienti (età media: 70 PSA medio: 0,54 ±0,31 28% pz positivi GRUPPO 2 PSA: 1-4 ( media=71aa 76 pz (età PSA medio: 2.1 ±0,88 logo.jpg 63% pz positivi GRUPPO 3 PSA : 4-10 ( aa 30 pz (età media :71 PSA medio: 6,2 ± 1,90 87% pz positivi

6 logo.jpg Recidiva locale Metastasi linfonodali

7 PSA medio Range PSA NEGATIVI 1,35 ±1,18 logo.jpg 0,04-4,7 RECIDIVA LOCALE 8,2 ±15,3 0,8 85,0 METASTASI A DISTANZA 14,5 ±32,4 0,5 218,0

8 PSA: 19,0 ng/ml logo.jpg PSA: 1,5 ng/ml

9 logo.jpg FDG Acetato

10 . logo.jpg GBM e meningiomi convertono acetato in metaboliti acidici e aminoacidici

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12 FDG ACETATO Vie metaboliche e PET GLUCOSIO ACIDI GRASSI MARCA MARCA L ESPRESSIONE L AUMENTO DEI GLUT DI DI MEMBRANA DELLA SINTESI E L ATTIVITA LIPIDICA DE DELL ESOKINASI NOVO logo.jpg METIONINA AMINOACIDO MARCA ILTRASPORTO ATTIVO DI DI AMINOACIDI

13 FDG METIONINA logo.jpg ( energia ) Entra nella sintesi proteica ma anche nel ciclo dell acido citrico

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16 logo.jpg Dal 2000 in poi nuovi radiofarmaci: 1. Chemioterapici radiomarcati 2. Radiofarmaci per la apoptosi 3. Radiofarmaci per l ipossia 4. Radiofarmaci per l angiogenesi 5. Radiofarmaci recettoriali

17 L ipossia induce shift dalla glicolisi aerobica a quella anaerobica (Embden-Meyerhof pathway), che si associa ad aumento del consumo glucidico sia nel tessuto normale che in quello maligno. Durante la risposta di adattamento all ipossia, aumenta l espressione dei geni degli enzimi glicolitici e aumentano i trasportatori del glucosio. Quando le cellule sono sottoposte a ipossia spinta (1.5% 0 2 ) per 4 ore c è un aumento di accumulo di DG attorno al 50% che arriva al 60% dopo 4 ore di anossia, rispetto alla situazione di normossia (20% di O 2 ) Dopo 24 di tali condizioni la vitalità declina parallelamente all accumulo di DG, specie nel gruppo anossico L ipossia moderata (fino a 1.5%) aumenta l espressione di Glut-1 logo.jpg DG uptake min 24 h 20% O2 5% O2 1,5% O2 0% O2 R. Wahl, J Nucl Med 1995

18 Il più importante fattore di regolazione intracellulare è il fattore 1 di trascrizione ipossia-inducibile logo.jpg (HIF-1) che media la risposta di adattamento alla riduzione di O 2 : è una proteina costituita da una subunità α (non presente nella gran parte dei tessuti normali, ma in quelli tumorali), regolata dall' O 2, ed una subunità stabile ß. Recenti studi dimostrano che molte comuni alterazioni genetiche nei tumori aumentano la espressione della subunità α e quindi in questo modo aumentano la loro resistenza alla ipossia: per es. la perdita della funzione della p53 (in molti tumori solidi) porta ad un aumento della espressione della HIF-1. N.B. non esistono radiofarmaci per lo studio diretto di HIF-1

19 marcato con 60 Cu ( min (emivita 24.5 logo.jpg I radiofarmaci più noti sono i nitroimidazoli: il capostipite è il 18F-fluoroimidazolo (FMISO), composto lipofilico, si lega alle proteine intracellulari quando la po2 scende sotto 20 mmhg. Il suo principale impiego è nella valutazione della efficacia alla radioterapia.

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21 15 O-H 2 O 13 N-ammonia logo.jpg Lo studio della microvascolarizzazione correla: grading tendenza alle metastasi ( VEGF ) livelli di fattori di crescita vascolari sopravvivenza

22 logo.jpg L'anticorpo monoclonale umanizzato bevacizumab blocca l'angiogenesi tumorale indotta dal VEGF La formazione di nuovi vasi è uno step critico nella crescita tumorale: uno dei più potenti stimolanti è il fattore di crescita endoteliale (VEGF) che promuove la sopravvivenza e la proliferazione delle cellule endoteliali e aumenta la permeabilità vascolare

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24 logo.jpg Dal 2000 in poi nuovi radiofarmaci: 1. Chemioterapici radiomarcati 2. Radiofarmaci per la apoptosi 3. Radiofarmaci per l ipossia 4. Radiofarmaci per l angiogenesi 5. Radiofarmaci recettoriali

25 logo.jpg 111 In-DOTATOC 18 F-FDG

26 68 Ga-DOTANOC logo.jpg

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