Name: positron emission tomography using 64-copper as a tracer for the study of copper-related disorders
Uploaded: 2023-04-28T12:40:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Positron Emission Tomography Using 64-Copper as a Tracer for the Study of Copper-Related Disorders at JoVE.com

Supportato da una sovvenzione della Memorial Foundation del produttore Vilhelm Pedersen & Wife. La fondazione non ha avuto alcun ruolo nella pianificazione o in qualsiasi altra fase dello studio.

Alcuni studi clinici che utilizzano questo protocollo 64Cu PET / CT o PET / MRI sono stati approvati dal Comitato etico regionale della regione Midt, Danimarca [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) e 1-10-72-15-22 (EudraCT 2021-005464-21)]. Il consenso informato scritto è stato ottenuto dai partecipanti al momento dell'iscrizione. I criteri di inclusione per tutti i partecipanti erano di...

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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zinc+acetate+for+the+treatment+of+Wilson's+disease.">Zinc acetate for the treatment of Wilson's disease.</a> Expert Opinion on Pharmacotherapy. 2 (9), 1473-1477 (2001).</li><li>Bush, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+on+copper+metabolism.+XVI.+Radioactive+copper+studies+in+normal+subjects+and+in+patients+with+hepatolenticular+degeneration.">Studies on copper metabolism. XVI. Radioactive copper studies in normal subjects and in patients with hepatolenticular degeneration.</a> Journal of Clinical Investigation. 34 (12), 1766-1778 (1955).</li><li>Murillo, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+value+of+64Cu+as+a+tool+to+evaluate+the+restoration+of+physiological+copper+excretion+after+gene+therapy+in+Wilson's+disease.">High value of 64Cu as a tool to evaluate the restoration of physiological copper excretion after gene therapy in Wilson's disease.</a> Molecular Therapy - Methods &amp; Clinical Development. 26, 98-106 (2022).</li><li>Squitti, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Copper+dyshomeostasis+in+Wilson+disease+and+Alzheimer's+disease+as+shown+by+serum+and+urine+copper+indicators.">Copper dyshomeostasis in Wilson disease and Alzheimer's disease as shown by serum and urine copper indicators.</a> Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. 45, 181-188 (2018).</li></ol>

Il metodo è come qualsiasi altro metodo PET, ma la lunga emivita di 12,7 ore offre l'opportunità di studiare i flussi di rame a lungo termine (abbiamo buoni risultati fino a 68 ore dopo l'iniezione di tracciante IV). Tutte le fasi del protocollo devono essere gestite da personale che ha familiarità con la PET, sebbene non siano più critiche di qualsiasi altro esame PET.
Risoluzione dei problemi Poiché spesso utilizziamo 64Cu per indagini a lungo termine, il ...

Il rame è un cofattore catalitico vitale che guida molteplici importanti processi biochimici essenziali per la vita e i difetti nell'omeostasi del rame sono direttamente responsabili delle malattie umane. Le mutazioni nei geni ATP7A o ATP7B, che codificano per le ATPasi trasportatrici del rame, causano rispettivamente le malattie di Menke e Wilson. La malattia di Menke (ATP7A) è una rara malattia letale dell'iperaccumulo intestinale di rame con grave carenza di rame nei tessuti periferici e deficit negli enzimi rame-dipendenti1. La malattia di Wilson (WD) (ATP7B) è una malattia rara caratterizzata dall'incapacità di espellere l'eccesso di rame nella bile, con conseguente sovraccarico di rame e conseguente danno d'organo, che colpisce più gravemente il fegato e il cervello2.
Gli studi sul metabolismo del rame hanno utilizzato rame radiomarcato (di solito 64-rame [64Cu] o 67-rame) per decenni, e questi studi si sono dimostrati preziosi per la nostra comprensione del metabolismo del rame dei mammiferi, compreso il sito di assorbimento e le vie di escrezione 3,4,5,6. In precedenza, i contatori gamma venivano utilizzati per rilevare il segnale radioattivo con una risoluzione anatomica limitata, ma recentemente è stata introdotta la tomografia ad emissione di positroni (PET) a 64Cu combinata con la tomografia computerizzata (TC) o la risonanza magnetica (MRI) negli studi sia sull'uomo che sugli animali. Oggi, gli scanner PET hanno una sensibilità così elevata che è possibile tracciare 64Cu fino a 70 ore dopo l'iniezione. La lunga emivita di 12,7 h per 64Cu consente la valutazione a lungo termine dei flussi di rame. Questo miglioramento nella risoluzione è appena entrato nel campo degli studi sul rame e stanno iniziando ad emergere studi sul metabolismo del rame normale e patologico, nonché studi che valutano l'impatto di trattamenti specifici. Inoltre, l'introduzione di scanner PET per tutto il corpo con un campo visivo esteso migliorerà ulteriormente la sensibilità di questi esami.
Questo documento metodologico mira a consentire a medici e scienziati di aggiungere 64Cu PET CT / MRI al repertorio esistente di strumenti come metodo robusto e facile da usare per valutare il metabolismo del rame in modo comparabile tra i dipartimenti di medicina nucleare. La produzione di rame 64Cu può essere effettuata utilizzando diversi metodi e di solito viene eseguita in strutture speciali. Tra le reazioni nucleari, il metodo 64 Ni (p, n) 64 Cu è ampiamente utilizzato, poiché un'alta resa di produzione di 64Cu può essere ottenuta con protoni a bassa energia in questa via 7,8. Una descrizione dettagliata dei metodi di produzione è fuori dallo scopo di questo lavoro e la disponibilità varierà in base al paese e alla regione.
In questo articolo, descriviamo prima la preparazione della radiochimica necessaria e del tracciante. Quindi, vengono dimostrati i principi per la preparazione degli scanner PET/CT o PET/MRI.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.22 micrometer sterilizing filter</td>
			<td>Merck Life Science</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannula 21 G 50 mm</td>
			<td>BD Microlance</td>
			<td>301155</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannula 25 G 16 mm</td>
			<td>BD Microlance</td>
			<td>300600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dose calibrator</td>
			<td>Capintec CRC-PC calibrator</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PET/CT scanner</td>
			<td>Siemens: Biograph</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PET/MR scanner</td>
			<td>GE Signa</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PMOD version 4.0</td>
			<td>PMOD Technologies LLC</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saline solution 0.9% NaCl</td>
			<td>Fresenius Kabi</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium acetate trihydrate BioUltra</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>71188</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solid 64CuCl2</td>
			<td>Danish Technical University Ris&#248;</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile water</td>
			<td>Fresenius Kabi</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Venflon 22 G 25 mm</td>
			<td>BD Venflon Pro Safety</td>
			<td>393280</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

positron emission tomography using 64-copper as a tracer for the study of copper-related disorders

Il rame è un oligoelemento essenziale, funzionante nella catalisi e nella segnalazione nei sistemi biologici. Il rame radiomarcato è stato utilizzato per decenni nello studio del metabolismo del rame umano e animale di base e dei disturbi correlati al rame, come la malattia di Wilson (WD) e la malattia di Menke. Una recente aggiunta a questo toolkit è la tomografia ad emissione di positroni (PET) in rame 64 (64 Cu), che combina l'accurata imaging anatomico dei moderni scanner di tomografia computerizzata (TC) o risonanza magnetica (MRI) con la biodistribuzione del segnale tracciante PET da 64Cu. Ciò consente il monitoraggio in vivo dei flussi e della cinetica del rame, visualizzando così direttamente il traffico e il metabolismo degli organi di rame umani e animali. Di conseguenza, la PET 64Cu è adatta per valutare gli effetti clinici e preclinici del trattamento e ha già dimostrato la capacità di diagnosticare con precisione la WD. Inoltre, 64studi Cu PET / CT si sono dimostrati preziosi in altre aree scientifiche come la ricerca sul cancro e sull'ictus. Il presente articolo mostra come eseguire 64Cu PET / CT o PET / MR nell'uomo. Le procedure per la manipolazione di 64Cu, la preparazione del paziente e la configurazione dello scanner sono illustrate qui.

Calcolo della dose Sulla base dei calcoli dosimetrici, la dose efficace di radioattività per la somministrazione endovenosa è 62 ± 5 μSv/MBq tracciante10. Pertanto, si raccomanda una dose di 50 MBq a seconda del periodo di tempo. Fino a 75-80 MBq è applicabile per esami più lunghi e fornisce immagini di buona qualità senza superare una dose eticamente approvata. La dose efficace per la somministrazione orale è 113 ± 1 μSv/MBq tracciante, a causa dell'accumulo intestin...

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Positron Emission Tomography Using 64-Copper as a Tracer for the Study of Copper-Related Disorders

Il presente protocollo descrive come eseguire l'imaging 64Cu PET / CT e PET / MRI nell'uomo per studiare i disturbi correlati al rame, come la malattia di Wilson e l'effetto del trattamento sul metabolismo del rame.

Tomografia ad emissione di positroni con 64-rame come tracciante per lo studio dei disturbi correlati al rame

Copper is an essential trace element, functioning in catalysis and signaling in biological systems. Radiolabeled copper has been used for decades in ...

Questo metodo ha già dimostrato di essere significativo nello studio della malattia di Wilson perché possiamo visualizzare la distribuzione del rame nei pazienti. Il vantaggio dell'imaging PET in rame risiede nella capacità di monitorare la sua biodistribuzione all'interno del corpo, facilitando la visualizzazione non invasiva e la quantificazione della concentrazione di rame in vari organi. Questa tecnica può essere utilizzata nella diagnosi della malattia di Wilson e nelle impostazioni di ricerca per testare gli effetti del trattamento.In futuro, la tecnica potrebbe anche essere utilizzata in contesti clinici per il monitoraggio dell'effetto del trattamento e forse in altre malattie con metabolismo del rame disturbato. Per iniziare, indossa guanti di plastica. Utilizzando una pinzetta lunga, disinfettare accuratamente la membrana di gomma del tracciante contenente la bottiglia di vetro all'interno del contenitore di piombo con un tampone disinfettante.Inserire una canula corta nella membrana usando una pinzetta per evitare lo spillover dal vuoto all'interno della bottiglia. Con una pinzetta, inserire una canula più lunga nella membrana per disegnare la soluzione tracciante. Inserire una siringa di plastica di dimensioni appropriate nella lunga canula e disegnare il volume calcolato del tracciante.Usando una pinzetta, attaccare una canula con un cappuccio per chiudere la siringa e trasferire con attenzione la siringa al calibratore della dose per misurare la radioattività. Conservarlo in un contenitore di piombo fino all'uso. Misurare la radioattività nella siringa utilizzando il calibratore di dose.Annotare l'ora e l'attività nel foglio di lavoro. Indossare guanti di plastica, rimuovere con cura il cappuccio e la canula dalla siringa usando una pinzetta sterile. Collegare la siringa all'accesso IV del paziente.Annotare l'ora sul foglio di lavoro. E iniettare il tracciante in un movimento costante. Dopo l'iniezione, rimuovere la siringa dall'accesso endovenoso.Riposizionare il cappuccio e la canula sulla siringa e tenerla così fino a quando non viene misurata la radioattività rimanente. Lavare l'accesso IV con soluzione salina per eliminare eventuali traccianti rimanenti. Annota di nuovo l'ora.Quindi misurare la radioattività residua presente nella siringa e annotarla sul foglio di lavoro. Per la somministrazione orale, che è un altro modo di somministrare il tracciante, versare 100 millilitri di cordiale in un bicchiere di plastica morbida usa e getta. Usando una pinzetta, rimuovere il cappuccio e la canula dalla siringa.Quindi, mentre si indossano guanti di plastica, iniettare con cautela il tracciante nella tazza senza versare. Aspirare una piccola quantità di cordiali nella siringa e iniettarla nuovamente nella tazza per garantire una corretta miscelazione. Metti una cannuccia di plastica nella tazza e consegna la tazza al partecipante.Annotare l'ora sul foglio di lavoro. E consentire al partecipante di bere la miscela. Mettere la tazza vuota, la cannuccia e la siringa in un sacchetto di plastica usa e getta e, se possibile, metterli nel contenitore di piombo.Annotare l'ora e misurare la radioattività residua nel sacchetto usa e getta con la siringa, il bicchiere di plastica e la cannuccia. Posizionare il partecipante in posizione supina nello scanner. Regolare la posizione dello scanner prima di iniziare la scansione.Condurre una panoramica, TC o RM per pianificare la regione specifica da esaminare durante la scansione PET. Nel protocollo di scansione PET, annotare il tempo del prelievo, dell'iniezione, della misurazione rimanente e dei livelli di radioattività al prelievo e alla misurazione rimanente. Scarica i dati di scansione come file DICOM e trasferiscili in un programma di analisi, come PMOD.Regolare le impostazioni di tono delle scansioni per differenziare le strutture anatomiche. Lavorando sul piano orizzontale, localizza il fegato e le grandi strutture. Posizionare il volume di interesse appropriato o più VOI nel lobo destro del fegato su diversi piani orizzontali per ottenere le misurazioni standard più accurate del valore di assorbimento, considerando che il valore può variare del 5% all'interno del lobo epatico destro.Calcolare il valore medio di assorbimento standard di questi VOI. In uno studio, confrontando soggetti sani e pazienti con malattia di Wilson, la distribuzione di rame è stata monitorata a sei e 20 ore dopo l'iniezione. Nei pazienti, il rame si accumulava nel fegato.Mentre nei soggetti sani, il rame è visibile nei segmenti intestinali con segnali più alti, indicando l'escrezione biliare di rame. 64 Le scansioni del rame sono state condotte utilizzando un tracciante somministrato per via orale in due individui separati con malattia di Wilson con e senza trattamento con zinco. Il trattamento con zinco riduce efficacemente l'assorbimento del rame nel tratto intestinale e successivamente riduce l'accumulo di rame nel fegato.In un individuo sano, quattro settimane di trattamento con zinco hanno ridotto il contenuto di rame nel fegato a circa il 50% del contenuto pre-trattamento nel gruppo. Ricorda di cercare grandi strutture nel fegato quando posizioni i VOI. E ricorda di regolare la dimensione del VOI alla dimensione dell'organo per evitare ricadute da altri organi.La procedura può essere raffazzonata con prelievo di sangue arterioso per eseguire l'analisi cinetica. E oltre al sangue, l'attività del rame-64 può essere misurata anche nelle urine e nelle feci.

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