RM 13C hiperpolarizada para imunoterapia contra o câncer (DNPSPIO)

Os investigadores planejam um estudo de 3 anos com um desenho de estudo observacional randomizado de alocação de dois grupos que incluirá 90 indivíduos com câncer ginecológico recém-diagnosticado ou recorrente do Linkou Chang Gung Memorial Hospital (CGMH) recebendo terapia ICI para este estudo prospectivo. Cuidados padrão, por exemplo. MRI/CT/PET são previamente necessários para o método de triagem de primeira linha, com lâminas de tumor e exames de sangue de rotina na visita inicial. Depois de serem designados aleatoriamente, 30 indivíduos elegíveis serão designados para o grupo de imagem de última geração e receberão dois exames integrados entre a linha de base e 2 semanas de imunoterapia - o exame integrado de DNP e metabolômica.

Os indivíduos no grupo de imagem de última geração receberão imagens de DNP do baço, seguidas de MRF sem contraste na lesão e Relaxometria de RM, que fornecem medições quantitativas do metabolismo que ocorre dentro do baço e dentro das células cancerígenas, respectivamente. DNP é injetado com agente de contraste 13C piruvato 13C hiperpolarizado (HP [1-13C] Piruvato) por via intravenosa no braço, e a droga do estudo é injetada em uma dose de 0,43 ml/kg, que é marcada com o isótopo não radioativo 13C em Na posição C1, os sinais 13C hiperpolarizados são obtidos por meio da aquisição do espectro de RM e, em seguida, as sequências de MRF são realizadas para obter características de tecido multiparâmetros. O grupo de imagem geral receberá as mesmas estratégias de RM, mas sem escaneamento DNP do baço.

Todas as sequências de ressonância magnética serão realizadas em um scanner clínico 3T (Discovery MR750w, GE Healthcare, Milwaukee, EUA) com uma superfície flexível 13C/1H multinuclear transmit-receive coil (RAPID Biomedical, Bavaria, Germany) para cobrir a região esplênica.

DNP-RM:

Para cumprir as Boas Práticas de Fabricação (GMP) de produtos farmacêuticos, [1-13C]piruvato para uso humano será preparado na sala limpa ISO 8 e fluxo laminar ISO 5 no Departamento de Medicina Nuclear, Chang Gung Memorial Hospital em Linkou, Taiwan . A pré-mistura de [1-13C]ácido pirúvico/agente paramagnético eletrônico 12,5 mM (agente paramagnético eletrônico; EPA; AH111501, GE Healthcare, Oslo, Noruega) será embalada em um kit de farmácia estéril (Sterile Fluid Path; SFP, GE Research Circle Technology ) e polarizado no polarizador (SPINlab, GE Research Circle Technology) a 0,7 - 0,8 K e um campo magnético de 5 T durante pelo menos 2 - 3 horas. Depois de ser rapidamente dissolvido em água aquecida, passará por um filtro EPA para remover o excesso de EPA e será misturado com meio de neutralização (NaOH/TRIS/EDTA) no receptor, e então detectado automaticamente por medição óptica na máquina QC (GE GE Research Circle Technology), incluindo concentração de piruvato, concentração de EPA, pH, temperatura, volume e nível de polarização, ao mesmo tempo em que extrai uma solução contendo [1-13C]piruvato hiperpolarizado através de um filtro terminal de 0,2 μm (ZenPure, Manassas, Virgínia) em um seringa de administração (Medrad, Warrendale, Pensilvânia) para garantir a esterilidade. Depois que o médico responsável verificar se os parâmetros de QC atendem aos critérios, o paciente receberá uma injeção intravenosa de 0,43 mL/Kg a uma taxa de fluxo de 5 mL/s e, em seguida, irrigado com 20 mL de soro fisiológico. A integridade do filtro terminal (limiar = 50 psi) será verificada imediatamente após a distribuição.

Durante a varredura 13C-MRI, um conjunto de detecções de imagem será realizado primeiro para posicionamento e, em seguida, o sinal 13C será calibrado, incluindo variação de gradiente, confirmação da frequência central 13C (calculada a partir da frequência central 1H) e otimização do ganho de emissão (usando o Sequência de Bloch-Sieger), após um atraso de 30 segundos da injeção, a seguinte sequência rápida de 13C será realizada, o que levará aproximadamente 2-3 minutos:

1. Aquisição de pulso de espectros 13C: ângulo de inclinação = 10°; TR = 2000ms; espessura da fatia = 30 mm; largura de banda de leitura = 5000 Hz; pontos de coleta espectral 2048; repetição = 14; tempo de aquisição = 2000 ms; Taxa resolvida no tempo = 2000 ms.
2. Imagem específica do metabólito 13C de piruvato, lactato e alanina (pulsos de RF espectrais espaciais seguidos de leitura helicoidal): TR = 250 ms; TE = N/A; resolução espacial no plano = 10 x 10 mm^2; tamanho da matriz = 128 x 128 mm^2; campo de visão = 22 x 22 cm^2; espessura da fatia = 20 mm; ângulo de rotação = 15°/30°/30° (piruvato/lactato/alanina); tempo de aquisição = 250 ms; resolução de tempo = 1000 ms.
3. imagem de deslocamento químico 13C: TR = 80 ms; TE = N/A; resolução espacial no plano = 25 x 25 mm^2; tamanho da matriz = 8 x 8 mm^2; campo de visão = 20 x 20 cm^2; espessura da fatia = 20 mm; Ângulo de inclinação = 15°; Tempo de aquisição = 80 ms.

DWI:

O estudo clínico de RM continuará após 13C DNP com o scanner original e usará a técnica planar de eco único com supressão de gordura (tempo de repetição ms/tempo de eco ms: 3300/79; número de médias de sinal: 4; espessura do corte: 4 mm; lacuna; 1 mm; matriz: 128x128 mm^2; campo de visão 20 x 20 cm^2). O valor b mais alto de 1000 seg/mm^2 foi escolhido para otimizar a relação sinal/ruído. Gradientes ponderados por difusão são aplicados ortogonalmente para seleção de corte, codificação de fase e direção de leitura, e a inclinação será calculada a partir da curva de decaimento logarítmica da intensidade do sinal versus valor b (Syngo, Siemens, Erlangen, Alemanha).

Impressão digital MR (MRF):

O MAGiC (Compilação de imagem de ressonância MAGnética) usará a aquisição multi-eco atrasada de multi-saturação baseada em spin-eco rápido 2D. A precessão livre de estado estacionário (SSFP) é usada para aquisição de MRF com traços de aquisição intercalados usando 89 hélices de ângulo dourado sob amostra, largura de banda de amostragem = ±250 kHz, TR = 9 ms, TE = 2,2 ms, NEX = 1 e 979 quadros. B0 e B1 não estão incluídos na sequência, mas os contornos das fatias estão incluídos para melhorar a precisão de T2; outros parâmetros de imagem usados ​​nos exames MAGiC e MRF são: FOV = 22 x 22 mm^2; matriz = 256 x 256; espessura do corte = 4 mm, intervalo de 1 mm; 20 pedaços. Os intervalos de tempo da varredura são de aproximadamente 4 minutos e 3,6 minutos, respectivamente.

Relaxometria de RM:

A decomposição iterativa de água e gordura com uma sequência de assimetria de eco pelo menos estimativa quadrada-quantificação de ferro (IDEAL-IQ) tem os seguintes parâmetros: TR 10 ms; TE 4,7 ms; eco número 6, variando de 1,1 ms a 6,38 ms FOV 35-40 cm; tamanho da matriz 128 × 128; largura de banda de pixel 325 Hz; ângulo de inclinação 6; espessura da fatia 10 mm; espaço entre as fatias 5 mm. As varreduras são adquiridas durante uma respiração com duração inferior a 30 segundos. R2* é calculado usando a seguinte fórmula: R2*IDEAL = -1,276 + 1,2366 * R2*GRE. R2* é então convertido em concentração de ferro (mg/g) usando a fórmula amplamente utilizada proposta por Wood et al.: Concentração de ferro = 0,202 + 0,0254 x R2*

Embora não haja um intervalo normal aceito para ferro no baço, 1,98 mg/g é sugerido como limite superior, com 2,74 mg/g relatado como patológico. O ferro esplênico varia de acordo com a idade e o sexo. O conteúdo de ferro no baço é maior em homens do que em mulheres (homens: 0,96 ± 0,34 mg/g, mulheres: 0,87 ± 0,29 mg/g). Nas mulheres, a menopausa está associada a 0,12 mg/g de ferro no baço. Deve-se notar que o tempo de eco GRE da ressonância magnética abdominal é insuficiente para quantificar o ferro quando o ferro excede o limite (aproximadamente 4 mg/g)

Metabolômica:

Amostras de plasma, urina e/ou tecido coletadas de pacientes serão posteriormente analisadas por RMN de alta resolução 1H (espectrômetro Bruker 600MHz NMR) e LC-TOFMS (Waters Q-TOFMS) localizados no Centro de Metabolômica Clínica, Chang Gung Memorial Hospital. Software metabolômico padrão - GeneSpring MS, Markerlyn XS e Metaboanalyst, também será usado para análise e apresentação de dados multivariados. Os bancos de dados METLIN, HMDB e KEGG serão pesquisados ​​para um conjunto preciso de características mostrando diferenças significativas entre os grupos de imunoterapias antes e depois. As previsões de compostos serão realizadas usando bancos de dados de metabólitos e software de geração de fórmulas. Aplicações comerciais e não comerciais, como o MetaboAnalyst para estudos de metabolômica, também estão disponíveis. Os exames laboratoriais incluem índices inflamatórios de rotina, como velocidade de hemossedimentação (VHS), proteína C reativa (PCR), procalcitonina, índice antioxidante plasmático (TAC), índice antioxidante celular (GPX), índice de dano ao DNA (8-OHdG ) e lipídios índice de oxidação e inflamação (MPO); índices metabólicos convencionais, como LDH, lactato e piruvato; e índices relacionados à função imunológica, como células T e células B, testes de subconjunto de células T, HLA-B27, IL-6, a1-globulina e a2-globulina. Se o paciente tiver sido submetido a lâminas para diagnóstico histopatológico, também será determinada a expressão tecidual da proteína LDH e MCT.