Nuklearmedizinische Kleintierbildgebung in 3R. Prof. Dr. Dr. med Frederik A. Verburg

Transkript

1 Nuklearmedizinische Kleintierbildgebung in 3R Prof. Dr. Dr. med Frederik A. Verburg

2 Untersuchungsansatz Nuklearmedizin

3 Untersuchungsmethode PET

4 Untersuchungsmethode PET

5 Untersuchungsmethode SPECT

6 Untersuchungsmethode SPECT

7 Prinzip der gezielten Bildgebung / Therapie Tumor Metastasen Applikation Distribution Akkumulation

8 Prinzip der gezielten Bildgebung / Therapie Tumor Metastasen Applikation Distribution Akkumulation

9 Funktionelle Bildgebung: FDG FDG Glucose Glukose- Glucose- Transporter Glukose- Glucose- Transporter FDG Glukose Hexokinase Glukose-6- Glucose-6- Phosphatase Hexokinase Glukose-6- Phosphatase FDG-6-PO 4 Glucose-6-PO 4 Glykolyse Glycolyse Glycolyse

10 PET/CT: frühes Therapie-Monitoring Ösophagus-CA vor RCT und nach 2 Wochen Behandlung vor RCT nach RCT vor RCT nach RCT Response: Abnahme der FDG- Uptake Progress: Zunahme der FDG- Uptake Verburg, Behrendt, Klotz et al., in Bearbeitung

11 Ziel in Neuroendokrinen Tumoren Internalisierung/Endozytose Rezeptor-Ligand-Komplex Somatostatin-Analogon Nukleus Somatostatin-Rezeptor Radionuklid Blut

12 PRRT: PET/CT für Diagnostik und Dosimetrie Post-therapeutisches Y-90-DOTATATE-PET/CT: Ga-68-DOTATATE PET 40 ppm Positronen reichen! (~PET/CT mit 40 kbq 18-F-FDG, normal ca. 400 MBq) Goedicke,, Verburg et al., IEEE Trans Med Imaging 2012

13 DOTATATE-PET/CT und Dosimetrie Lu-177-DOTATATE: ~0.75 Gy / Punkt SUVmean Voxeldosen in Lu-177-DOTATATE Therapie (Gy) gemessen Ga-68 PET 15 y = 1,49x R² = 0, erwartet aus Ga-68 PET Lu-177 SPECT/CT Hänscheid,., Verburg, Eur J Nucl Med Molecular Imaging 2012

14 Funktioneller Ligand Ziel bei Prostata-Karzinomen Funktions-Substrat Nukleus PSMA Radionuklid Blut

15 PSMA als Ziel für Therapie Vorher: PSA >3000 ng/ml

16 PSMA als Ziel für Therapie 4 Zyklen PSMA-Therapie Vorher: PSA >3000 ng/ml

17 PSMA als Ziel für Therapie 4 Zyklen PSMA-Therapie Vorher: PSA >3000 ng/ml Nachher: PSA = 0,05 ng/ml

18 PSMA: Non-Prostata-Karzinome Heterotopes Mausmodell: MDA-231 (triple negativ) Mammakarzinom Ga-68-PSMA PET Verburg, Bauerschlag et al., in Arbeit

19 PSMA: Non-Prostata-Karzinome Heterotopes Mausmodell: MDA-231 (triple negativ) Mammakarzinom PSMA-Immunhistochemie Verburg, Bauerschlag et al., in Arbeit

20 3R Reduce Refine Replace

21 3R Reduce Refine Replace

22 Neue Kamerasysteme SPECT-CT PET-CT

23 Neue Kamerasysteme SPECT-CT PET-CT

24 3R Reduce Refine Replace

25 Rezeptorstatusbestimmung in-vivo Verburg, Bauerschlag et al., in Arbeit

26 Multiple Isotope Multiple-isotope imaging 99m Tc-HDP 18 F-FDG 111 In-pentetreotide 123 I-NaI P.E.B. Vaissier et al. Integration of small animal SPECT and PET with other imaging modalities, TvNG 2013

27 Angiogenese Tag: ~45 MBq Tc-99m-3P-RGD 2 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 Histologie beweist die zentral nekrotischen Anteile

28 Intratumorale Injektion

29 Langzeitmessung nach i.t. Applikation Intratumorale Injektion

30 3R Reduce Refine Replace

31 Dynamische Aufnahmen

32 Dynamische Aufnahmen

33 Dynamische Aufnahmen

34 Dynamische Aufnahmen

35 Herz Maus Herz Papillary Muscle Atrial Wall Right Ventricular Wall Valves Left Ventricular Wall Gated-SPECT mit Tc-99m-Tetrofosmin N. Befera, C. Badea, and G. Johnson, 4D in vivo Molecular Microscopy of the Mouse Heart Center for In Vivo Microscopy, Duke University

36 Herz Maus Papillary Muscle Left Ventricular Wall Right Ventricular Wall Atrial Wall U-SPECT microct U-SPECT U-SPECT microct microct

37 Herz Maus Mediso 37

38 Skelett Maus 1 mm Eqv. 1,5 Std, 34 MBq 1,5 Std., 340 MBq Tc-99m-MDP Ivashchenko et al. Quarter-mm resolution molecular mouse imaging with U-SPECT + Mol Imaging 2014

39 Skelett Maus: Kniegelenk 1.Corpus Femoris 2.Patella 3.Tibia, Condylus Medialis 4.Corpus Tibiae 5.Corpus Fibulae 6.Basis Patellae 7.Linea Epiphysialis 8.Tuberositas Tibiae 9.Sesamoid Bone 10.Tuberculum Intercondylare Laterale 11.Growth Plate 12.Epicondylus Lateralis 13.Facies Poplitea 14.Fossa Intercondylaris 15.Tibia, Condylus Lateralis 16.Apex Capitis Fibulae Ivashchenko et al. Quarter-mm resolution molecular mouse imaging with U-SPECT + Mol Imaging 2014

40 Antikörper-Bildgebung Phagocytosis site 30 MBq In-111-Zalutumumab (antibody) against tumor xenograft (A431) 48 hours after injection Necrotic tissue 111 In SPECT 7 mm Fusion Tumor Tissue A431 (EGFr expression) Branderhorst et al. 3D histological validation of high-resolution SPECT of antibody distributions within xenografts. J. Nucl. Med. 2014

41 Multiple Isotope 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

42 Verfügbare Tracer Onkologie: Gallium-68-DOTATOC/DOTATATE Gallium-68-PSMA Gallium-68-RGD F-18-MISO F-18-FDG Kardiologie: Tc-99m-Sestamibi F-18-FDG Neurologie: I-123-FP-CIT I-123-IBZM bei neuroendokrinen Tumoren bei prostatakarzinomen Neoangiogenese intratumorale Hypoxie Vitalitätsdiagnostik des Tumors Myokardperfusion Vitalitätsdiagnostik im Myokard Dopaminanteriore Transportproteine D-2-Rezeptoren... Und sonst sowieso jede kommerziell verfügbare Tracer... Und sehr gerne behilflich in der Entwicklung

43 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 hochdetaillierter funktioneller Aufnahmen Im ZTI steht die Core Facility Molekulare Kleintierbildgebung Gerne zur Verfügung (verburg@med.uni-marburg.de) Kombinierte Aufnahmen am Kleintier-PET/SPECT-CT und MRT sind möglich!

44 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!