Myeliini on suojakerros, joka muodostuu hermojen ympärille eristämään niitä ja nopeuttamaan sähköisten impulssien välitystä. Demyelinaatio, tämän eristävän kerroksen menetys, edistää monia neurologisia sairauksia, mukaan lukien multippeliskleroosi, Alzheimerin tauti, aivohalvaus ja dementia. Tehokas tekniikka tämän mahdollisesti palautuvan tilan havaitsemiseksi voisi parantaa aivosairauksien diagnosointia ja mahdollistaa mahdollisten hoitojen seurannan. Tällä hetkellä mikään kuvantamistesteillä ei kuitenkaan pysty tunnistamaan demyelinaatiota tarkasti.
Tämän puutteen korjaamiseksi tutkijat Gordonin lääketieteellisen kuvantamisen keskus Massachusetts General Hospital ja Harvard Medical School tutkivat uuden PET-radiomerkkiaineen käyttöä – 18F-3-fluori-4-aminopyridiini (18F-3F4AP) – demyelinisoituneiden aivovaurioiden kuvaamiseen. He ovat nyt testanneet merkkiainetta ihmisillä ensimmäistä kertaa ja raportoivat löydöksensä European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging.
"Spesifisen demyelinisaatiolle tarkoitetun kuvantamistyökalun käyttäminen voi auttaa ymmärtämään paremmin demyelinaation vaikutusta erilaisiin sairauksiin ja paremmin seuraamaan sairautta tai vastetta hoitoon – esimerkiksi remyelinisaatiohoitoon", sanoo ensimmäinen kirjoittaja. Pedro Brugarolas lehdistötiedotteessa.
18F-3F4AP on radiofluorattu versio multippeliskleroosilääkkeestä 4-aminopyridiinistä. Passiivisen diffuusion kautta aivoihin saapuva merkkiaine sitoutuu demyelinisoituneisiin aksoneihin samalla tavalla kuin itse lääke. Aiemmat tutkimukset osoittivat, että PET:llä 18F-3F4AP voi havaita vaurioita demyelinaation rottamallissa ja että merkkiaineella on sopivia ominaisuuksia reesusmakakien aivojen kuvaamiseen, mikä saa tiimin tutkimaan sen käyttöä ihmisillä.
Brugarolas ja kollegat tekivät PET-skannaukset neljälle terveelle vapaaehtoiselle annettuaan 368±17.9 MBq 18F-3F4AP. Pieniannoksisen CT-skannauksen jälkeen he aloittivat PET-tutkimuksen välittömästi merkkiaineen injektion jälkeen ja tallensivat kuvasarjan seitsemään skannerin sänkyyn peittämään koko kehon. Merkkiainekinetiikan kaappaamiseksi ja kuvanlaadun maksimoimiseksi alkuperäinen skannausaika sijaintia kohti oli 1 minuutti, joka nousi 2, 4 ja 8 minuuttiin per sijainti. Koko PET:n hankinta kesti 4 tuntia.
Tuloksena saadut PET-kuvat ja aika-aktiivisuuskäyrät (TAC:t) paljastivat, että merkkiaine levisi nopeasti koko kehoon, mukaan lukien aivot, ja poistui nopeasti munuaisten kautta. Maksimiaktiivisuus havaittiin 8–14 minuuttia injektion jälkeen maksassa, munuaisissa, virtsarakossa, pernassa, mahassa ja aivoissa. 22–28 minuutin kohdalla aktiivisuus oli suurin munuaisissa, sappitiehyissä ja virtsarakossa. 60 minuutin kuluttua suurin osa aktiivisuudesta oli poistunut elimistä ja kertynyt virtsarakkoon.
Tiimi käytti myös integroituja TACeja dosimetrian suorittamiseen. Keskimääräinen efektiivinen annos oli 12.2 ± 2.2 µSv/MBq neljälle osallistujalle, eikä miesten ja naisten vapaaehtoisten välillä havaittu eroja. Tutkijat huomauttavat, että tämä tehokas annos on merkittävästi pienempi kuin kädellistutkimuksissa arvioitu (21.6 ± 0.6 µSv/MBq), mikä johtuu todennäköisesti nopeammasta puhdistumasta ihmisillä kuin reesusmakakeilla. Tämä annos oli myös pienempi kuin muilla PET-merkkiaineilla, kuten 18F-FDG.
Tärkeää on, että kaikki osallistujat sietävät hyvin merkkiainetta ja kuvantamismenettelyä, eikä skannauksen aikana ilmennyt haittatapahtumia. Vapaaehtoisten elintoiminnoissa (lämpötila, verenpaine ja happisaturaatio) ei ollut merkittäviä eroja ennen ja jälkeen skannauksen, eikä merkittäviä muutoksia veren metaboliiteissa ja EKG-tuloksissa 30 päivän aikana ennen ja jälkeen skannauksen.
PET-merkkiaine mittaa demyelinisaatiota hiirillä
Tutkijat päättelevät näin 18F-3F4AP pääsee helposti aivoihin ja on turvallista käytettäväksi ihmisillä hyväksyttävällä säteilyannoksella. He ehdottavat, että heidän havaintonsa avaavat oven lisätutkimuksille, joissa tutkitaan merkkiaineen kykyä havaita demyelinoituneita vaurioita eri potilasryhmissä.
Brugarolas kertoo Fysiikan maailma että tiimi suorittaa parhaillaan kahta pientä kliinistä tutkimusta, joissa käytetään uutta merkkiainetta: tutkiakseen sen arvoa multippeliskleroosin kuvantaminen; ja arvioida sen käyttöä potilailla, joilla on traumaattinen aivovamma, lievä kognitiivinen vajaatoiminta ja Alzheimerin tauti.
