IRM 13C hyperpolarisée pour l'immunothérapie du cancer (DNPSPIO)

Les chercheurs prévoient un essai de 3 ans avec une conception d'étude observationnelle randomisée en deux groupes qui recrutera 90 sujets atteints d'un cancer gynécologique nouvellement diagnostiqué ou récurrent de l'hôpital Linkou Chang Gung Memorial (CGMH) recevant un traitement ICI pour cette étude prospective. Soins standards, par ex. IRM/CT/PET, sont préalablement requis pour la méthode de dépistage de première intention, avec des lames tumorales et des analyses de sang de routine lors de la visite initiale. Après avoir été assignés au hasard, 30 sujets éligibles seront affectés au groupe d'imagerie de nouvelle génération et recevront deux examens intégrés entre la ligne de base et 2 semaines d'immunothérapie - l'examen intégré du DNP et de la métabolomique.

Les sujets du groupe d'imagerie de nouvelle génération recevront une imagerie DNP splénique, suivie d'une MRF sans contraste au niveau de la lésion et d'une relaxométrie MR, qui fournissent des mesures quantitatives du métabolisme se produisant respectivement dans la rate et dans les cellules cancéreuses. Le DNP est injecté avec un agent de contraste 13C pyruvate 13C hyperpolarisé (HP [1-13C] Pyruvate) par voie intraveineuse dans le bras, et le médicament à l'étude est injecté à une dose de 0,43 ml/kg, qui est marqué avec l'isotope non radioactif 13C à la position C1, les signaux 13C hyperpolarisés sont obtenus par acquisition de spectre MR, puis des séquences MRF sont effectuées pour obtenir des caractéristiques tissulaires multiparamètres. Le groupe d'imagerie générale recevra les mêmes stratégies d'IRM mais sans analyse DNP de la rate.

Toutes les séquences IRM seront réalisées sur un scanner clinique 3T (Discovery MR750w, GE Healthcare, Milwaukee, États-Unis) avec une bobine d'émission-réception multinucléaire 13C/1H à surface flexible (RAPID Biomedical, Bavière, Allemagne) pour couvrir la région splénique.

DNP-IRM :

Pour se conformer aux bonnes pratiques de fabrication (BPF) des produits pharmaceutiques, le [1-13C]pyruvate pour l'homme sera préparé dans la salle blanche ISO 8 et le flux laminaire ISO 5 du département de médecine nucléaire du Chang Gung Memorial Hospital à Linkou, Taiwan . Le mélange prémélangé d'acide [1-13C]pyruvique/agent paramagnétique électronique 12,5 mM (agent paramagnétique électronique ; EPA ; AH111501, GE Healthcare, Oslo, Norvège) sera emballé dans un kit de pharmacie stérile (Sterile Fluid Path ; SFP, GE Research Circle Technology ) et polarisé dans le polariseur (SPINlab, GE Research Circle Technology) à 0,7 - 0,8 K et un champ magnétique de 5 T pendant au moins 2 - 3 heures. Après avoir été rapidement dissous dans de l'eau chauffée, il passera à travers un filtre EPA pour éliminer l'excès d'EPA et sera mélangé avec un milieu de neutralisation (NaOH/TRIS/EDTA) dans le récepteur, puis automatiquement détecté par mesure optique dans la machine QC (GE GE Research Circle Technology), y compris la concentration de pyruvate, la concentration d'EPA, le pH, la température, le volume et le niveau de polarisation, tout en aspirant simultanément une solution contenant du [1-13C]pyruvate hyperpolarisé à travers un filtre terminal de 0,2 μm (ZenPure, Manassas, Virginie) dans un seringue d'administration (Medrad, Warrendale, Pennsylvanie) pour assurer la stérilité. Une fois que le médecin responsable a vérifié que les paramètres de CQ répondent aux critères, le patient sera injecté par voie intraveineuse à une dose de 0,43 mL/Kg à un débit de 5 mL/s, puis rincé avec 20 mL de sérum physiologique. L'intégrité du filtre terminal (seuil = 50 psi) sera vérifiée immédiatement après la distribution.

Pendant le balayage 13C-MRI, un ensemble de détections d'image sera d'abord effectué pour le positionnement, puis le signal 13C sera calibré, y compris le calage du gradient, la confirmation de la fréquence centrale 13C (calculée à partir de la fréquence centrale 1H) et l'optimisation du gain d'émission (à l'aide du Séquence de Bloch-Sieger), après un délai de 30 secondes à partir de l'injection, la séquence rapide 13C suivante sera effectuée, ce qui prendra environ 2 à 3 minutes :

1. Acquisition impulsionnelle des spectres 13C : angle de flip = 10° ; TR = 2000 ms ; épaisseur de tranche = 30 mm ; bande passante de lecture = 5000 Hz ; points de collecte spectrale 2048 ; répétition = 14 ; temps d'acquisition = 2000 ms ; Taux résolu en temps = 2000 ms.
2. Imagerie spécifique au métabolite 13C du pyruvate, du lactate et de l'alanine (impulsions RF spectrales-spatiales suivies d'une lecture hélicoïdale) : TR = 250 ms ; ET = N/A ; résolution spatiale dans le plan = 10 x 10 mm^2 ; taille de matrice = 128 x 128 mm^2 ; champ de vision = 22 x 22 cm^2 ; épaisseur de tranche = 20 mm ; angle de bascule = 15°/30°/30° (pyruvate/lactate/alanine); temps d'acquisition = 250 ms ; résolution temporelle = 1000 ms.
3. Imagerie par déplacement chimique 13C : TR = 80 ms ; ET = N/A ; résolution spatiale dans le plan = 25 x 25 mm^2 ; taille de matrice = 8 x 8 mm^2 ; champ de vision = 20 x 20 cm^2 ; épaisseur de tranche = 20 mm ; Angle de retournement = 15° ; Temps d'acquisition = 80 ms.

CFA :

L'étude clinique IRM se poursuivra après 13C DNP avec le scanner d'origine et utilisera la technique planaire à écho simple avec suppression de graisse (temps de répétition ms/temps d'écho ms : 3 300/79 ; nombre de signaux moyens : 4 ; épaisseur de coupe : 4 mm ; espace ; 1 mm ; matrice : 128x128 mm^2 ; champ de vision 20 x 20 cm^2). La valeur b la plus élevée de 1000 sec/mm^2 a été choisie pour optimiser le rapport signal/bruit. Les gradients pondérés en diffusion sont appliqués orthogonalement pour la sélection des tranches, le codage de phase et la direction de lecture, et la pente sera calculée à partir de la courbe de décroissance logarithmique de l'intensité du signal par rapport à la valeur b (Syngo, Siemens, Erlangen, Allemagne).

Empreintes digitales MR (MRF) :

MAGiC (MAGnetic resonance image Compilation) utilisera l'acquisition multi-échos retardée multi-saturation basée sur l'écho de spin rapide 2D. La précession libre en régime permanent (SSFP) est utilisée pour l'acquisition MRF avec des traces d'acquisition entrelacées à l'aide de 89 hélices à angle d'or sous-échantillonnées, bande passante d'échantillonnage = ± 250 kHz, TR = 9 ms, TE = 2,2 ms, NEX = 1 et 979 trames . B0 et B1 ne sont pas inclus dans la séquence mais les contours des tranches sont inclus pour améliorer la précision de T2, les autres paramètres d'imagerie utilisés dans les scans MAGiC et MRF sont : FOV = 22 x 22 mm^2 ; matrice = 256 x 256 ; épaisseur de tranche = 4 mm, écart de 1 mm ; 20 morceaux. Les intervalles de temps de balayage sont d'environ 4 minutes et 3,6 minutes, respectivement.

Relaxométrie MR :

La décomposition itérative de l'eau et des graisses avec une séquence d'asymétrie d'écho au moindre carré estimation-quantification du fer (IDEAL-IQ) a les paramètres suivants : TR 10 ms ; ET 4,7 ms ; écho numéro 6, allant de 1,1 ms à 6,38 ms FOV 35-40 cm ; taille de matrice 128 × 128 ; bande passante de pixels 325 Hz ; angle de bascule 6 ; épaisseur de tranche 10 mm; espace entre tranches 5 mm. Les scans sont acquis lors d'une apnée d'une durée inférieure à 30 secondes. R2* est calculé à l'aide de la formule suivante : R2*IDEAL = -1,276 + 1,2366 * R2*GRE. R2* est ensuite converti en concentration de fer (mg/g) en utilisant la formule largement utilisée proposée par Wood et al. : concentration de fer = 0,202 + 0,0254 x R2*

Bien qu'il n'y ait pas de plage normale acceptée pour le fer dans la rate, 1,98 mg/g est suggéré comme limite supérieure, 2,74 mg/g étant signalé comme pathologique. Le fer splénique varie selon l'âge et le sexe. La teneur en fer de la rate est plus élevée chez les hommes que chez les femmes (hommes : 0,96 ± 0,34 mg/g, femmes : 0,87 ± 0,29 mg/g). Chez les femmes, la ménopause est associée à une augmentation de 0,12 mg/g de fer dans la rate. Il faut noter que le temps d'écho GRE de l'IRM abdominale est insuffisant pour quantifier le fer lorsque le fer dépasse le seuil (environ 4 mg/g)

Métabolomique :

Les échantillons de plasma, d'urine et/ou de tissus prélevés sur les patients seront analysés plus en détail par RMN haute résolution 1H (spectromètre RMN Bruker 600 MHz) et LC-TOFMS (Waters Q-TOFMS) situés au Centre de métabolomique clinique du Chang Gung Memorial Hospital. Les logiciels de métabolomique standard - GeneSpring MS, Markerlyn XS et Metaboanalyst, seront également utilisés pour l'analyse et la présentation des données multivariées. Les bases de données METLIN, HMDB et KEGG seront recherchées pour un ensemble précis de caractéristiques montrant des différences significatives entre les groupes d'immunothérapies avant et après. Les prédictions de composés seront effectuées à l'aide de bases de données de métabolites et d'un logiciel de génération de formules. Des applications non commerciales et commerciales telles que MetaboAnalyst pour les études métabolomiques sont également disponibles. Les examens de laboratoire comprennent des indices inflammatoires de routine, tels que la vitesse de sédimentation des érythrocytes (VS), la protéine C-réactive (CRP), la procalcitonine, l'indice plasmatique d'antioxydants (TAC), l'indice cellulaire d'antioxydants (GPX), l'indice de dommages à l'ADN (8-OHdG) et les taux de lipides. indice d'oxydation et d'inflammation (MPO); les indices métaboliques conventionnels, tels que LDH, lactate et pyruvate ; et les indices liés à la fonction immunitaire, tels que les tests des cellules T et des cellules B, du sous-ensemble de cellules T, HLA-B27, IL-6, a1-globuline et a2-globuline. Si le patient a subi des lames pour le diagnostic histopathologique, l'expression tissulaire des protéines LDH et MCT sera également déterminée.