nuklearmedizinische kleintierbildgebung in 3r
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Prof. Dr. Dr. med Frederik A. Verburg
Nuklearmedizinische Kleintierbildgebung in 3R
Untersuchungsansatz Nuklearmedizin
Untersuchungsmethode PET
Untersuchungsmethode PET
Untersuchungsmethode SPECT
Untersuchungsmethode SPECT
Prinzip der gezielten Bildgebung / Therapie
MetastasenTumor
AkkumulationDistribution Applikation
Prinzip der gezielten Bildgebung / Therapie
MetastasenTumor
AkkumulationDistribution Applikation
FDG
FDG
FDG-6-PO4
Glykolyse
Glukose-Transporter
HexokinaseGlukose-6-
Phosphatase
FDG Glucose
FDG
FDG-6-PO4
Glycolyse
Glucose-Transporter
Glucose-6-Phosphatase
Glukose
Hexokinase
Glucose-6-PO4
Glukose-6-Phosphatase
Glycolyse
Glukose-Transporter
Glucose-Transporter
Funktionelle Bildgebung: FDG
PET/CT: frühes Therapie -Monitoring
nach RCTvor RCT nach RCTvor RCT
Ösophagus-CA vor RCT und nach 2 Wochen Behandlung
Response: Abnahme der FDG-Uptake
Progress: Zunahme der FDG-Uptake
Verburg, Behrendt, Klotz et al., in Bearbeitung
Internalisierung/Endozytose Rezeptor-Ligand-Komplex
Somatostatin-Analogon
Somatostatin-Rezeptor
Radionuklid
Ziel in Neuroendokrinen Tumoren
Nukleus
Blut
PRRT: PET/CT für Diagnostik und Dosimetrie
Goedicke,…, Verburg et al., IEEE Trans Med Imaging 2012
Ga-68-DOTATATE PET
Post-therapeutisches Y-90-DOTATATE-PET/CT:
40 ppm Positronen reichen! (~PET/CT mit 40 kBq 18-F-FDG, normal ca. 400 MBq)
y = 1,49xR² = 0,80
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15
DOTATATE-PET/CT und Dosimetrie
Ga-68 PET
Lu-177 SPECT/CT
Hänscheid,.…, Verburg, Eur J Nucl Med Molecular Imaging 2012
Voxeldosen in Lu-177-DOTATATE Therapie (Gy) ge
mes
sen
erwartet aus Ga-68 PET
Lu-177-DOTATATE: ~0.75 Gy / Punkt SUVmean
Funktioneller Ligand
Funktions-Substrat
PSMA
Radionuklid
Ziel bei Prostata -Karzinomen
Nukleus
Blut
Vorher: PSA >3000 ng/ml
PSMA als Ziel für Therapie
Vorher: PSA >3000 ng/ml
4 Zyklen
PSMA-Therapie
PSMA als Ziel für Therapie
Vorher: PSA >3000 ng/ml Nachher: PSA = 0,05 ng/ml
4 Zyklen
PSMA-Therapie
PSMA als Ziel für Therapie
Verburg, Bauerschlag et al., in Arbeit
PSMA: Non -Prostata -Karzinome
Heterotopes Mausmodell: MDA-231 (triple negativ) Mammakarzinom
Ga-68-PSMA PET
Verburg, Bauerschlag et al., in Arbeit
PSMA: Non-Prostata-Karzinome
Heterotopes Mausmodell: MDA-231 (triple negativ) Mammakarzinom
PSMA-Immunhistochemie
3R
Reduce
Refine
Replace
3R
Reduce
Refine
Replace
SPECT-CT PET-CT
Neue Kamerasysteme
SPECT-CT PET-CT
Neue Kamerasysteme
3R
Reduce
Refine
Replace
Verburg, Bauerschlag et al., in Arbeit
Rezeptorstatusbestimmung in -vivo
Multiple-isotope imaging
99mTc-HDP
18F-FDG
111In-pentetreotide
123I-NaI
Multiple Isotope
P.E.B. Vaissier et al. Integration of small animal SPECT and PET with other imaging modalities, TvNG 2013
Histologie beweist die zentral nekrotischen Anteile
Tag: 5 7 14 21 28 35 ~45 MBq Tc-99m-3P-RGD2
G Shao, Y Zhou, F Wang, and S Liu, Monitoring Glioma Growth and Tumor Necrosis with U-SPECT-II/CT by Targeting Integrin αvβ3 , Mol. Imaging 2012.
Angiogenese
Intratumorale Injektion
Langzeitmessung nach i.t. Applikation
Intratumorale Injektion
3R
Reduce
Refine
Replace
Dynamische Aufnahmen
Dynamische Aufnahmen
Dynamische Aufnahmen
Dynamische Aufnahmen
Gated-SPECT mit Tc-99m-Tetrofosmin
Herz
Papillary Muscle
Right Ventricular Wall
Left Ventricular Wall
Atrial Wall
Valves
N. Befera, C. Badea, and G. Johnson, 4D in vivo Molecular Microscopy of the Mouse Heart Center for In Vivo Microscopy, Duke University
Herz Maus
U-SPECT
microCT
� U-SPECT� microCT
� U-SPECT� microCT
Papillary Muscle
Right Ventricular Wall
Left Ventricular Wall
Atrial Wall
Herz Maus
3737
Mediso
Herz Maus
Ivashchenko et al. Quarter-mm resolution molecular mouse imaging with U-SPECT+
Mol Imaging 2014
1,5 Std., 340 MBq Tc-99m-MDP
1 mm
Eqv. 1,5 Std, 34 MBq
Skelett Maus
1.Corpus Femoris2.Patella3.Tibia, Condylus Medialis4.Corpus Tibiae5.Corpus Fibulae6.Basis Patellae7.Linea Epiphysialis8.Tuberositas Tibiae9.Sesamoid Bone10.Tuberculum Intercondylare Laterale11.Growth Plate12.Epicondylus Lateralis13.Facies Poplitea14.Fossa Intercondylaris15.Tibia, Condylus Lateralis16.Apex Capitis Fibulae
Ivashchenko et al. Quarter-mm resolution molecular mouse imaging with U-SPECT+
Mol Imaging 2014
Skelett Maus: Kniegelenk
111In SPECT
Tumor Tissue A431(EGFr expression)
Fusion7 mm
30 MBq In-111-Zalutumumab (antibody) against tumor xenograft (A431)
48 hours after injection
Phagocytosis site
Necrotic tissue
Branderhorst et al. 3D histological validation of high-resolution SPECT of antibody distributions within xenografts. J. Nucl. Med. 2014
Antikörper-Bildgebung
SPECT
PET
37 MBq F-18-FDG und 29 MBq I-123-FP-CIT
M. Goorden, F. van der Have, R. Kreuger et al. VECTor: A Preclinical Imaging System for Simultaneous sub-mm SPECT and PET, J. Nucl. Med. 2013
Multiple Isotope
Verfügbare Tracer
Onkologie:Gallium-68-DOTATOC/DOTATATE bei neuroendokrinen TumorenGallium-68-PSMA bei prostatakarzinomenGallium-68-RGD NeoangiogeneseF-18-MISO intratumorale HypoxieF-18-FDG Vitalitätsdiagnostik des Tumors
Kardiologie: Tc-99m-Sestamibi Myokardperfusion F-18-FDG Vitalitätsdiagnostik im Myokard
Neurologie:I-123-FP-CIT Dopaminanteriore TransportproteineI-123-IBZM D-2-Rezeptoren
.... Und sonst sowieso jede kommerziell verfügbare Tracer
.... Und sehr gerne behilflich in der Entwicklung
Fazit & Take -Home
Nuklearmedizinische Kleintierbildgebung kann an 3R beitragen- Reduce durch Möglichkeit der longitudinalen Beobachtung von Prozessen im gleichen Tier
- Refine durch Möglichkeit dynamischer und hoch-detaillierter funktioneller Aufnahmen
Im ZTI steht die Core Facility Molekulare Kleintierbildgebung Gerne zur Verfügung ([email protected])
Kombinierte Aufnahmen am Kleintier-PET/SPECT-CT und MRT sind möglich!
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!