Resonancia magnética 13C hiperpolarizada para inmunoterapia contra el cáncer (DNPSPIO)

Los investigadores planean un ensayo de 3 años con un diseño de estudio observacional de asignación aleatoria de dos grupos que inscribirá a 90 sujetos con cáncer ginecológico recurrente o recién diagnosticado del Linkou Chang Gung Memorial Hospital (CGMH) que reciben terapia ICI para este estudio prospectivo. Cuidados estándar, p. MRI/CT/PET, se requieren previamente para el método de detección de primera línea, con muestras de tumor y análisis de sangre de rutina en la visita inicial. Después de ser asignados al azar, 30 sujetos elegibles serán asignados al grupo de imágenes de próxima generación y recibirán dos exámenes integrados entre el inicio y 2 semanas de inmunoterapia: el examen integrado de DNP y metabolómica.

Los sujetos en el grupo de imágenes de próxima generación recibirán imágenes DNP esplénicas, seguidas de MRF sin contraste en la lesión y Relaxometry MR, que brindan mediciones cuantitativas del metabolismo que ocurre dentro del bazo y dentro de las células cancerosas, respectivamente. Se inyecta DNP con agente de contraste 13C piruvato 13C hiperpolarizado (HP [1-13C] piruvato) por vía intravenosa en el brazo, y el fármaco del estudio se inyecta a una dosis de 0,43 ml/kg, que está marcado con el isótopo no radiactivo 13C en En la posición C1, las señales de 13C hiperpolarizadas se obtienen a través de la adquisición del espectro de RM y, a continuación, se realizan secuencias de MRF para obtener características de tejido multiparámetro. El grupo de imágenes generales recibirá las mismas estrategias de RM pero sin exploración DNP de bazo.

Todas las secuencias de RM se realizarán en un escáner clínico 3T (Discovery MR750w, GE Healthcare, Milwaukee, EE. UU.) con una bobina transmisora-receptora multinuclear 13C/1H de superficie flexible (RAPID Biomedical, Bavaria, Alemania) para cubrir la región esplénica.

DNP-RM:

Para cumplir con las Buenas Prácticas de Fabricación (GMP) de productos farmacéuticos, [1-13C]piruvato para humanos se preparará en la sala limpia ISO 8 y flujo laminar ISO 5 en el Departamento de Medicina Nuclear, Hospital Chang Gung Memorial en Linkou, Taiwán. . El [1-13C]ácido pirúvico premezclado/agente paramagnético electrónico 12,5 mM (agente paramagnético electrónico; EPA; AH111501, GE Healthcare, Oslo, Noruega) se empaquetará en un kit de farmacia estéril (Sterile Fluid Path; SFP, GE Research Circle Technology ) y polarizado en el polarizador (SPINlab, GE Research Circle Technology) a 0,7 - 0,8 K y un campo magnético de 5 T durante al menos 2 - 3 hrs. Después de disolverse rápidamente en agua calentada, pasará a través de un filtro EPA para eliminar el exceso de EPA y se mezclará con el medio de neutralización (NaOH/TRIS/EDTA) en el receptor, y luego se detectará automáticamente mediante medición óptica en la máquina de control de calidad (GE GE Research Circle Technology), incluida la concentración de piruvato, la concentración de EPA, el pH, la temperatura, el volumen y el nivel de polarización, mientras que simultáneamente extrae una solución que contiene piruvato [1-13C] hiperpolarizado a través de un filtro terminal de 0,2 μm (ZenPure, Manassas, Virginia) en un jeringa de administración (Medrad, Warrendale, Pennsylvania) para asegurar la esterilidad. Después de que el médico responsable verifique que los parámetros de control de calidad cumplan con los criterios, se inyectará al paciente por vía intravenosa a una dosis de 0,43 mL/Kg a una velocidad de flujo de 5 mL/s, y luego se lavará con 20 mL de solución salina fisiológica. La integridad del filtro terminal (umbral = 50 psi) se verificará inmediatamente después de la dispensación.

Durante la exploración de 13C-MRI, primero se realizará un conjunto de detecciones de imágenes para el posicionamiento y, luego, se calibrará la señal de 13C, incluida la compensación de gradiente, la confirmación de la frecuencia central de 13C (calculada a partir de la frecuencia central de 1H) y la optimización de la ganancia de emisión (utilizando el secuencia de Bloch-Sieger), después de un retraso de 30 segundos desde la inyección, se realizará la siguiente secuencia rápida de 13C, que tardará aproximadamente 2-3 minutos:

1. Adquisición de pulsos de espectros de 13C: ángulo de giro = 10°; TR = 2000ms; espesor de rebanada = 30 mm; ancho de banda de lectura = 5000 Hz; puntos de recogida espectral 2048; repetición = 14; tiempo de adquisición = 2000 ms; Tasa resuelta en el tiempo = 2000 ms.
2. Imágenes específicas del metabolito 13C de piruvato, lactato y alanina (pulsos de RF espectrales-espaciales seguidos de lectura helicoidal): TR = 250 ms; ET = N/A; resolución espacial en el plano = 10 x 10 mm^2; tamaño de la matriz = 128 x 128 mm^2; campo de visión = 22 x 22 cm^2; espesor de rebanada = 20 mm; ángulo de giro = 15°/30°/30° (piruvato/lactato/alanina); tiempo de adquisición = 250 ms; resolución de tiempo = 1000 ms.
3. Imágenes de desplazamiento químico 13C: TR = 80 ms; ET = N/A; resolución espacial en el plano = 25 x 25 mm^2; tamaño de la matriz = 8 x 8 mm^2; campo de visión = 20 x 20 cm^2; espesor de rebanada = 20 mm; Ángulo de giro = 15°; Tiempo de adquisición = 80 ms.

DWI:

El estudio de RM clínica continuará después de 13C DNP con el escáner original y utilizará la técnica planar de eco único con supresión de grasa (tiempo de repetición ms/tiempo de eco ms: 3300/79; número de promedios de señal: 4; espesor de corte: 4 mm; espacio; 1 mm; matriz: 128x128 mm^2; campo de visión 20 x 20 cm^2). Se ha elegido el valor b más alto de 1000 s/mm^2 para optimizar la relación señal-ruido. Los gradientes ponderados por difusión se aplican ortogonalmente para la selección de cortes, la codificación de fase y la dirección de lectura, y la pendiente se calculará a partir de la curva de caída logarítmica de la intensidad de la señal frente al valor b (Syngo, Siemens, Erlangen, Alemania).

Huellas dactilares de RM (MRF):

MAGiC (compilación de imágenes de resonancia magnética) utilizará la adquisición de ecos múltiples retardados de saturación múltiple basada en eco de espín rápido en 2D. La precesión libre de estado estacionario (SSFP) se usa para la adquisición de MRF con trazas de adquisición intercaladas usando 89 hélices de ángulo dorado muestreadas, ancho de banda de muestreo = ±250 kHz, TR = 9 ms, TE = 2,2 ms, NEX = 1 y 979 fotogramas. B0 y B1 no están incluidos en la secuencia, pero se incluyen contornos de corte para mejorar la precisión de T2, otros parámetros de imagen utilizados en exploraciones MAGiC y MRF son: FOV = 22 x 22 mm^2; matriz = 256 x 256; espesor de corte = 4 mm, espacio de 1 mm; 20 piezas. Los intervalos de tiempo de exploración son de aproximadamente 4 minutos y 3,6 minutos, respectivamente.

Relaxometría por RM:

La descomposición iterativa de agua y grasa con una asimetría de eco en una secuencia de cuantificación de hierro por estimación por mínimos cuadrados (IDEAL-IQ) tiene los siguientes parámetros: TR 10 ms; TE 4,7ms; eco número 6, que va de 1,1 ms a 6,38 ms FOV 35-40 cm; tamaño de matriz 128 × 128; ancho de banda de píxeles 325 Hz; ángulo de giro 6; espesor de rebanada 10 mm; espacio entre rebanadas 5 mm. Los escaneos se adquieren durante una contención de la respiración que dura menos de 30 segundos. R2* se calcula mediante la siguiente fórmula: R2*IDEAL = -1,276 + 1,2366 * R2*GRE. Luego, R2* se convierte en concentración de hierro (mg/g) utilizando la fórmula ampliamente utilizada propuesta por Wood et al.: Concentración de hierro = 0,202 + 0,0254 x R2*

Si bien no existe un rango normal aceptado para el hierro del bazo, se sugiere 1,98 mg/g como límite superior, y se informa que 2,74 mg/g es patológico. El hierro esplénico varía según la edad y el sexo. El contenido de hierro en el bazo es mayor en hombres que en mujeres (hombres: 0,96 ± 0,34 mg/g, mujeres: 0,87 ± 0,29 mg/g). En las mujeres, la menopausia se asocia con 0,12 mg/g de hierro en el bazo más alto. Cabe señalar que el tiempo de eco GRE de la RM abdominal es insuficiente para cuantificar el hierro cuando el hierro supera el umbral (aproximadamente 4 mg/g)

Metabolómica:

Las muestras de plasma, orina y/o tejido recolectadas de los pacientes se analizarán más a fondo mediante RMN de alta resolución 1H (espectrómetro de RMN de 600 MHz de Bruker) y LC-TOFMS (Q-TOFMS de Waters) ubicado en el Centro de Metabolómica Clínica, Hospital Chang Gung Memorial. El software de metabolómica estándar: GeneSpring MS, Markerlyn XS y Metaboanalyst, también se utilizará para el análisis y la presentación de datos multivariados. Se buscará en las bases de datos METLIN, HMDB y KEGG un conjunto preciso de características que muestren diferencias significativas entre los grupos de antes y después de las inmunoterapias. Las predicciones de compuestos se realizarán utilizando bases de datos de metabolitos y software de generación de fórmulas. También están disponibles aplicaciones comerciales y no comerciales como MetaboAnalyst para estudios de metabolómica. Los exámenes de laboratorio incluyen índices inflamatorios de rutina, como la velocidad de sedimentación globular (VSG), la proteína C reactiva (PCR), la procalcitonina, el índice antioxidante plasmático (TAC), el índice antioxidante celular (GPX), el índice de daño del ADN (8-OHdG) y los niveles de lípidos. índice de oxidación e inflamación (MPO); índices metabólicos convencionales, como LDH, lactato y piruvato; e índices relacionados con la función inmunitaria, como T Cell & B Cell, T Cell Subset tests, HLA-B27, IL-6, a1-globulin y a2-globulin. Si el paciente se ha sometido a láminas para el diagnóstico histopatológico, también se determinará la expresión de proteínas tisulares LDH y MCT.