Spettroscopia 13C Pyruvate DNP MR per la valutazione della risposta al trattamento del linfoma

Informazioni di base

Metaboliti da vie metaboliche aberranti nel linfoma Le cellule possono essere rilevate attraverso la spettroscopia MR del piruvato DNP 13C e il suo potenziale beneficio nei pazienti con linfoma

Il linfoma è una causa comune di malignità. La valutazione della risposta del tumore dopo il trattamento dipende in gran parte dal confronto dei cambiamenti pre-trattamento e post-trattamento delle dimensioni del tumore, mentre metodi di imaging più avanzati, come l'imaging metabolico, stanno assumendo ruoli più importanti nella diagnosi precoce della risposta del tumore. Inoltre, la risposta precoce del tumore al trattamento era anche un indicatore del futuro esito clinico. La misurazione dei cambiamenti nelle dimensioni del tumore può essere un metodo non invasivo e semplice per valutare la risposta al trattamento, ma questo metodo manca di sensibilità perché alcuni pazienti possono richiedere più di diverse settimane prima che possa essere mostrata l'evidenza della riduzione del tumore. Inoltre, il trattamento del tumore può comportare una stasi delle dimensioni del tumore, che può anche essere difficile per la differenziazione tra tumore residuo post-trattamento e massa non vitale. Se il tumore non risponde, potrebbe essere avviato un regime terapeutico più efficace; cambiare rapidamente il paziente con un farmaco più efficace non solo è economicamente vantaggioso, ma può anche migliorare notevolmente la morbilità e la mortalità.

L'imaging metabolico del tumore utilizza il predominio metabolico del tumore attraverso il processo di glicolisi, che è l'effetto Warburg. Simile al 18F-FDG PET/CT, la cui glicolisi è sovraregolata nel tumore maligno rispetto al tessuto normale; Il piruvato, il metabolita intermedio della glicolisi e il substrato principale per il nostro studio, può essere ulteriormente metabolizzato secondo i percorsi:

(A) Lattato attraverso la via del lattato deidrogenato che è l'obiettivo principale per l'analisi nel nostro studio (B) Bicarbonato (HCO3) attraverso la via della nicotinammide adenina dinucleotide (NAD) <--> NADH (H per idrogeno) (C) Glutammato e alanina attraverso il ciclo del ciclo dell'acido tricarbossilico (TCA).

Le vie metaboliche sopra descritte non sono a senso unico, ma piuttosto la generazione di intermedi metabolici può essere convertita avanti e indietro attraverso gli enzimi, le vie metaboliche possono essere aberranti e il flusso di metaboliti può essere alterato o sovraregolato dai cambiamenti nell'ambiente cellulare e soprattutto in presenza di tumore. Il metabolismo aberrante attraverso la glicolisi aerobica visualizzato dalle cellule tumorali offre opportunità per il rilevamento del tumore e il monitoraggio della risposta al trattamento utilizzando l'imaging metabolico. Piuttosto che scendere al ciclo TCA come farebbero le cellule normali, le cellule tumorali tendono a sovraregolare il metabolismo del piruvato verso la produzione di lattato.

I cambiamenti nel metabolita dopo la glicolisi mostrati sopra sono la base per lo sviluppo dell'imaging metabolico avanzato nel linfoma; in cui è stato dimostrato che le cellule di linfoma sovraregolano l'interconversione catalizzata da LDH dal piruvato al lattato. MRS è uno strumento ideale per lo studio non invasivo del metabolismo grazie all'ampia gamma di composti che può rilevare. 13C MRS, che può rilevare segnali da più metaboliti cellulari in seguito alla somministrazione di una sostanza marcata con 13C, come il piruvato, è stato utilizzato per seguire i processi metabolici in vivo. Dopo il primo studio preclinico che ha utilizzato DNP MRS di substrato marcato con 13C per aumentare la loro sensibilità di rilevamento di > 10.000 volte, DNP MRS di 13C-piruvato rimane il substrato principale sia per gli studi preclinici sugli animali che per i recenti studi sull'uomo sui tumori in vari organi, come il cervello, i reni e la prostata. Questi studi hanno mostrato che nonostante nessuna ricerca umana clinica attualmente disponibile sia stata condotta in pazienti con linfoma utilizzando 13C-Piruvato DNP MRS, questo metodo è fattibile nella valutazione della risposta al trattamento del tumore dal rapporto lattato-piruvato in studi preclinici correlati sul linfoma animale , con sicurezza stabilita in altri studi clinici sull'uomo.

Materiale e metodi

Arruolamento dei pazienti e raccolta dei dati clinici Questo studio deve essere condotto in due fasi e dovrebbe essere completato in due anni. Nella fase 1, i ricercatori prevedevano di arruolare 8 pazienti con linfoma diagnosticati per la prima volta indirizzati dai medici per 13C-piruvato DNP MRS. Nella fase 2, altri 8 pazienti con comprovata recidiva verranno indirizzati dai medici per 13C-piruvato DNP MRS. Gli investigatori raccoglieranno informazioni cliniche correlate, informazioni sul follow-up del paziente, incluso l'esito del trattamento e parametri di imaging da MRI e PET / CT.

I criteri di inclusione per l'arruolamento dei pazienti includono:

1. In grado di comprendere e fornire il consenso informato firmato
2. Disposto a ricevere 13C-piruvato DNP MRS e tornare per la valutazione post-trattamento per l'imaging di follow-up programmato circa 1 settimana dopo l'inizio della chemioterapia.
3. Disposto a ricevere terapia e follow-up come suggerito dal comitato dei tumori e dalla riunione della conferenza combinata nel nostro istituto
4. Presenza di linfonodi del collo e/o milza ingrossati come target localizzato per 3C-piruvato DNP MRS

I criteri di esclusione includono:

1. Controindicato allo studio MRI: come pacemaker cardiaco, impianto cocleare, oggetto metallico all'interno del bulbo oculare
2. Pazienti che rifiutano o hanno scarsa capacità di comprendere e rispettare le condizioni dello studio, come demenza grave o difficoltà di mobilità

La prima fase di pianificazione della fase 1 è iniziata nel primo anno ed è progettata per valutare la capacità di 8 pazienti con linfoma diagnosticati per la prima volta indirizzati dai medici per 13C-piruvato DNP MRS. Gli investigatori prevedono di completare l'arruolamento dei primi 8 pazienti nel primo anno.

Protocollo di scansione 13C-Piruvato DNP MRS sia per la Fase 1 che per la Fase 2: il protocollo di scansione MRI sia per la Fase 1 che per la Fase 2 è dettagliato come di seguito nell'Appendice 1 supplementare.

13C-Piruvato DNP Analisi dei dati MRS e post-elaborazione: i metodi di post-elaborazione MRI sia per la Fase 1 che per la Fase 2 sono descritti in dettaglio nell'Appendice 2 supplementare.

Completamento previsto di due fasi Per la fase 1: gli investigatori prevedono di completare l'imaging per gli 8 pazienti entro la fine del primo anno.

Per la fase 2: gli investigatori prevedono di completare l'imaging per gli 8 pazienti entro la fine del secondo anno.