JoVE Logo
Faculty Resource Center

Sign In

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Acknowledgements

Materials

References

Medicine

טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים באמצעות 64-נחושת כעוקב לחקר הפרעות הקשורות לנחושת

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

הפרוטוקול הנוכחי מתאר כיצד לבצע 64Cu PET/CT והדמיית PET/MRI בבני אדם כדי לחקור הפרעות הקשורות לנחושת, כגון מחלת וילסון, ואת השפעת הטיפול על חילוף החומרים של נחושת.

נחושת היא יסוד קורט חיוני, המתפקד בקטליזה ובאיתות במערכות ביולוגיות. נחושת מסומנת ברדיו שימשה במשך עשרות שנים בחקר מטבוליזם בסיסי של נחושת בבני אדם ובבעלי חיים ובהפרעות הקשורות לנחושת, כגון מחלת וילסון (WD) ומחלת מנקה. תוספת עדכנית לערכת כלים זו היא טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים (PET) של 64 נחושת (64 Cu), המשלבת הדמיה אנטומית מדויקת של סורקי טומוגרפיה ממוחשבת מודרנית (CT) או דימות תהודה מגנטית (MRI) עם הפיזור הביולוגי של אות נותב 64Cu PET. זה מאפשר מעקב in vivo של שטפי נחושת וקינטיקה, ובכך לדמיין ישירות תנועה ומטבוליזם של איברי נחושת אנושיים ובעלי חיים. כתוצאה מכך, 64Cu PET מתאים היטב להערכת השפעות טיפול קליניות ופרה-קליניות וכבר הוכיח את היכולת לאבחן WD במדויק. יתר על כן, 64מחקרי Cu PET/CT הוכיחו ערך בתחומים מדעיים אחרים כמו סרטן ושבץ. המאמר הנוכחי מראה כיצד לבצע 64Cu PET/CT או PET/MR בבני אדם. נהלים לטיפול ב- 64Cu, הכנת המטופל והגדרת הסורק מודגמים כאן.

נחושת היא קופקטור קטליטי חיוני המניע תהליכים ביוכימיים חשובים רבים החיוניים לחיים, ופגמים בהומאוסטזיס נחושת אחראים ישירות למחלות אנושיות. מוטציות בגנים ATP7A או ATP7B, המקודדים ATPases מובילי נחושת, גורמות למחלות מנקה ווילסון, בהתאמה. מחלת מנקה (ATP7A) היא הפרעה קטלנית נדירה של הצטברות יתר של נחושת במעי עם מחסור חמור בנחושת ברקמות היקפיות וגירעונות באנזימים תלויי נחושת1. מחלת וילסון (WD) (ATP7B) היא מחלה נדירה המאופיינת בחוסר יכולת להפריש נחושת עודפת למרה, וכתוצאה מכך עומס יתר של נחושת ונזק לאיברים לאחר מכן, המשפיעים באופן החמור ביותר על הכבד והמוח2.

מחקרים ....

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

מספר ניסויים קליניים המשתמשים בפרוטוקול 64Cu PET/CT או PET/MRI אושרו על ידי ועדת האתיקה האזורית של אזור מידט, דנמרק [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) ו-1-10-72-15-22 (EudraCT 2021-005464-21)]. התקבלה הסכמה מדעת בכתב מהמשתתפים בעת ההרשמה. קריטריוני ההכללה .......

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

חישוב מינון
בהתבסס על חישובי דוזימטריה, מינון הרדיואקטיביות היעיל למתן IV הוא 62 ± 5 μSv/MBq tracer10. לכן, מינון של 50 MBq מומלץ בהתאם למסגרת הזמן. עד 75-80 MBq ישים לבדיקות ארוכות יותר ומספק תמונות באיכות טובה מבלי לחרוג ממינון מאושר מבחינה אתית. המינון היעיל למתן אוראלי הוא 113 ± 1 μ.......

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

השיטה היא כמו כל שיטת PET אחרת, אך זמן מחצית החיים הארוך של 12.7 שעות מציע הזדמנות לחקור שטפי נחושת ארוכי טווח (יש לנו תוצאות טובות עד 68 שעות לאחר הזרקת נותב IV). כל השלבים בפרוטוקול חייבים להיות מטופלים על ידי אנשי מקצוע הבקיאים בבחינה הפסיכומטרית, אם כי הם אינם קריטיים יותר מכל בחינה אחרת בבחינ?.......

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

נתמך על ידי מענק מקרן הזיכרון של היצרן וילהלם פדרסן ואשתו. הקרן לא מילאה כל תפקיד בתכנון או בכל שלב אחר של המחקר.

....

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

194

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