JoVE Logo
Faculty Resource Center

Sign In

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Acknowledgements

Materials

References

Medicine

Позитронно-эмиссионная томография с использованием 64-меди в качестве индикатора для изучения заболеваний, связанных с медью

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

Настоящий протокол описывает, как выполнять ПЭТ/КТ и ПЭТ/МРТ 64Cu у людей для изучения заболеваний, связанных с медью, таких как болезнь Вильсона, и влияния лечения на метаболизм меди.

Медь является важным микроэлементом, функционирующим в катализе и передаче сигналов в биологических системах. Медь с радиоактивной меткой десятилетиями использовалась для изучения основного метаболизма меди у человека и животных и связанных с медью расстройств, таких как болезнь Вильсона (WD) и болезнь Менке. Недавним дополнением к этому набору инструментов является позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) 64-меди (64Cu), сочетающая точную анатомическую визуализацию современных сканеров компьютерной томографии (КТ) или магнитно-резонансной томографии (МРТ) с биораспределением сигнала индикатора ПЭТ 64Cu. Это позволяет in vivo отслеживать потоки и кинетику меди, тем самым непосредственно визуализируя движение и метаболизм медных органов человека и животных. Следовательно, ПЭТ 64Cu хорошо подходит для оценки клинических и доклинических эффектов лечения и уже продемонстрировал способность точно диагностировать WD. Кроме того, 64исследования Cu PET / CT оказались ценными в других научных областях, таких как исследования рака и инсульта. В настоящей статье показано, как выполнять ПЭТ/КТ или ПЭТ/МРТ 64 Cu у людей. Здесь демонстрируются процедуры обработки 64Cu, подготовки пациента и настройки сканера.

Медь является жизненно важным каталитическим кофактором, который управляет множеством важных биохимических процессов, необходимых для жизни, а дефекты гомеостаза меди напрямую ответственны за заболевания человека. Мутации в генах ATP7A или ATP7B , кодирующих медь-транспортирующие АТФазы, вызывают болезни Менке и Вильсона соответственно. Болезнь Менке (ATP7A) представляет собой редкое летальное заболевание гиперкумуляции меди в кишечнике с тяжелым дефицитом меди в периферических тканях и дефицитом медьзависимых ферментов1. Болезнь Вильсона (WD) (ATP7B) - редкое заболевание, характеризующееся неспособностью выв....

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

Несколько клинических испытаний с использованием этого протокола 64 Cu ПЭТ/КТ или ПЭТ/МРТ были одобрены Региональным комитетом по этике региона Мидт, Дания [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) и 1-10-72-15-22 (EudraCT 2021-005464-21)]. Письменное ин.......

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

Расчет дозы
На основании дозиметрических расчетов эффективная доза радиоактивности для в/в введения составляет 62 ± 5 мкЗв/МБк индикатор10. Таким образом, рекомендуется доза 50 МБк в зависимости от временных рамок. До 75-80 МБк применим для более длительных исследова?.......

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

Этот метод похож на любой другой метод ПЭТ, но длительный период полураспада 12,7 ч дает возможность исследовать долгосрочные флюсы меди (у нас есть хорошие результаты до 68 ч после внутривенного введения индикатора). Все этапы протокола должны выполняться персоналом, знакомым с ПЭТ, хотя .......

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

При поддержке гранта Мемориального фонда производителя Вильгельма Педерсена и его жены. Фонд не играл никакой роли в планировании или каком-либо другом этапе исследования.

....

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