JoVE Logo
Faculty Resource Center

Sign In

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Acknowledgements

Materials

References

Medicine

Positronemissionstomografi ved hjælp af 64-kobber som sporstof til undersøgelse af kobberrelaterede lidelser

Published: April 28th, 2023

DOI:

10.3791/65109

1Department of Hepatology and Gastroenterology, Aarhus University Hospital, 2Department of Nuclear Medicine & PET-Center, Aarhus University Hospital

Denne protokol beskriver, hvordan man udfører 64Cu PET / CT og PET / MR-billeddannelse hos mennesker for at studere kobberrelaterede lidelser, såsom Wilsons sygdom, og behandlingseffekten på kobbermetabolisme.

Kobber er et vigtigt sporelement, der fungerer i katalyse og signalering i biologiske systemer. Radioaktivt mærket kobber er blevet brugt i årtier til at studere grundlæggende kobbermetabolisme hos mennesker og dyr og kobberrelaterede lidelser, såsom Wilsons sygdom (WD) og Menkes sygdom. En nylig tilføjelse til dette værktøjssæt er 64-kobber (64 Cu) positronemissionstomografi (PET), der kombinerer den nøjagtige anatomiske billeddannelse af moderne computertomografi (CT) eller magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) scannere med biodistributionen af 64Cu PET-sporsignalet. Dette muliggør in vivo-sporing af kobberfluxer og kinetik og derved direkte visualisering af kobberorgantrafik og metabolisme for mennesker og dyr. Derfor er 64Cu PET velegnet til evaluering af kliniske og prækliniske behandlingseffekter og har allerede vist evnen til at diagnosticere WD nøjagtigt. Desuden har 64Cu PET / CT-undersøgelser vist sig værdifulde inden for andre videnskabelige områder som kræft og slagtilfælde. Denne artikel viser, hvordan man udfører 64Cu PET / CT eller PET / MR hos mennesker. Procedurer for 64Cu-håndtering, patientforberedelse og scanneropsætning er demonstreret her.

Kobber er en vital katalytisk cofaktor, der driver flere vigtige biokemiske processer, der er afgørende for livet, og defekter i kobberhomeostase er direkte ansvarlige for menneskelige sygdomme. Mutationer i ATP7A- eller ATP7B-generne, der koder for kobbertransporterende ATPaser, forårsager henholdsvis Menkes og Wilsons sygdomme. Menkes sygdom (ATP7A) er en sjælden dødelig lidelse af intestinal kobberhyperakkumulering med alvorlig kobbermangel i perifert væv og underskud i kobberafhængige enzymer1. Wilsons sygdom (WD) (ATP7B) er en sjælden sygdom, der er karakteriseret ved manglende evne til at udskille overs....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Et par kliniske forsøg med denne 64Cu PET/CT- eller PET/MR-protokol er blevet godkendt af Region Midts Regionale Etiske Komité [1-10-72-196-16 (EudraCT 2016-001975-59), 1-10-72-41-19 (EudraCT 2019-000905-57), 1-10-72-343-20 (EudraCT 2020-005832-31), 1-10-72-25-21 (EudraCT 2021-000102-25) og 1-10-72-15-22 (EudraCT 2021-005464-21)]. Skriftligt informeret samtykke blev indhentet fra deltagerne ved tilmelding. Inklusionskriterierne for alle deltagere var >18 år og for kvinder brugen af sikker prævention. Udelu.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Dosisberegning
Baseret på dosimetriske beregninger er den effektive radioaktivitetsdosis ved intravenøs administration 62 ± 5 μSv/MBqsporstof 10. Således anbefales en dosis på 50 MBq afhængigt af tidsrammen. Op til 75-80 MBq kan anvendes til længere undersøgelser og giver billeder af god kvalitet uden at overskride en etisk godkendt dosis. Den effektive dosis til oral administration er 113 ± 1 μSv/MBq-sporstof på grund af tarmakkumulering af sporstoffet. Derfor skal.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Metoden er som enhver anden PET-metode, men den lange halveringstid på 12,7 timer giver mulighed for at undersøge langsigtede kobberfluxer (vi har gode resultater fra op til 68 timer efter IV-sporinjektion). Alle trin i protokollen skal håndteres af personale, der er bekendt med PET, selv om de ikke er mere kritiske end nogen anden PET-undersøgelse.

Fejlfinding
Fordi vi ofte bruger 64Cu til langsigtede undersøgelser, vil PET-signalet være mere støjende end.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Støttet af en bevilling fra Mindefonden for Fabrikant Vilhelm Pedersen &. Hustru. Fonden spillede ingen rolle i planlægningen eller nogen anden fase af undersøgelsen.

....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

NameCompanyCatalog NumberComments
0.22 micrometer sterilizing filterMerck Life Science
Cannula 21 G 50 mmBD Microlance301155
Cannula 25 G 16 mmBD Microlance300600
Dose calibratorCapintec CRC-PC calibrator
PET/CT scannerSiemens: Biograph
PET/MR scannerGE Signa
PMOD version 4.0PMOD Technologies LLC
Saline solution 0.9% NaClFresenius Kabi
Sodium acetate trihydrate BioUltraSigma Aldrich71188
Solid 64CuCl2Danish Technical University Risø
Sterile waterFresenius Kabi
Venflon 22 G 25 mmBD Venflon Pro Safety393280

  1. Tümer, Z., Møller, L. B. Menkes disease. European Journal of Human Genetics. 18 (5), 511-518 (2010).
  2. Ala, A., Walker, A. P., Ashkan, K., Dooley, J. S., Schilsky, M. L. Wilson's disease. The Lancet. 369 (9559), 397-408 (2007).
  3. Owen, C. A. Absorption and excretion of Cu64-labeled copper by the rat. The American Journal of Physiology-Legacy Content. 207 (6), 1203-1206 (1964).
  4. Osborn, S. B., Roberts, C. N., Walshe, J. M. Uptake of radiocopper by the liver. A study of patients with Wilson's disease and various control groups. Clinical Science. 24, 13-22 (1963).
  5. Vierling, J. M., et al. Incorporation of radiocopper into ceruloplasmin in normal subjects and in patients with primary biliary cirrhosis and Wilson's disease. Gastroenterology. 74 (4), 652-660 (1978).
  6. Gibbs, K., Walshe, J. M. Studies with radioactive copper (64Cu and 67Cu); the incorporation of radioactive copper into caeruloplasmin in Wilson's disease and in primary biliary cirrhosis. Clinical Science. 41 (3), 189-202 (1971).
  7. Kume, M., et al. A semi-automated system for the routine production of copper-64. Applied Radiation and Isotopes: Including Data, Instrumentation and Methods for Use in Agriculture, Industry and Medicine. 70 (8), 1803-1806 (2012).
  8. Ohya, T., et al. Efficient preparation of high-quality 64Cu for routine use. Nuclear Medicine and Biology. 43 (11), 685-691 (2016).
  9. Koole, M., et al. EANM guidelines for PET-CT and PET-MR routine quality control. Zeitschrift für Medizinische Physik. , (2022).
  10. Sandahl, T. D., et al. The pathophysiology of Wilson's disease visualized: A human 64Cu PET study. Hepatology. 76 (6), 1461-1470 (2022).
  11. Munk, D. E., et al. Effect of oral zinc regimens on human hepatic copper content: a randomized intervention study. Scientific Reports. 12 (1), 14714 (2022).
  12. Kjærgaard, K., et al. Intravenous and oral copper kinetics, biodistribution and dosimetry in healthy humans studied by 64Cu]copper PET/CT. EJNMMI Radiopharmacy and Chemistry. 5 (1), 15 (2020).
  13. Brewer, G. J. Zinc acetate for the treatment of Wilson's disease. Expert Opinion on Pharmacotherapy. 2 (9), 1473-1477 (2001).
  14. Bush, J. A., et al. Studies on copper metabolism. XVI. Radioactive copper studies in normal subjects and in patients with hepatolenticular degeneration. Journal of Clinical Investigation. 34 (12), 1766-1778 (1955).
  15. Murillo, O., et al. High value of 64Cu as a tool to evaluate the restoration of physiological copper excretion after gene therapy in Wilson's disease. Molecular Therapy - Methods & Clinical Development. 26, 98-106 (2022).
  16. Squitti, R., et al. Copper dyshomeostasis in Wilson disease and Alzheimer's disease as shown by serum and urine copper indicators. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. 45, 181-188 (2018).

Tags

Medicin

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2024 MyJoVE Corporation. All rights reserved