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Mayo de 2018 Página 1 de 2

Una mirada hacia el futuro en las imágenes moleculares

Vikas Kundra, MD, PhD

El doctor Vikas Kundra, MD, PhD, de la RSNA, discute la evolución y el potencial de las imágenes moleculares.

Las imágenes moleculares están trayendo nuevos enfoques para diagnosticar y controlar enfermedades. Ya han demostrado su éxito en la práctica clínica. Los nuevos avances permitirán la caracterización molecular y la evaluación de la terapia no solo al nivel de detección y respuesta, sino también para evaluar la entrega y determinar de forma mecánica si una terapia está afectando su objetivo previsto. Esto abre nuevas y emocionantes posibilidades para las imágenes.

¿Qué es una imagen molecular?

En términos generales, las imágenes moleculares se pueden definir como evaluaciones no invasivas o mínimamente invasivas de procesos biológicos y patológicos basados en análisis moleculares o funcionales. Esto puede incluir imágenes molecularmente dirigidas y no dirigidas. Aunque puede haber cierto debate sobre la definición exacta, el resultado clínico práctico es agregar el análisis de la alteración molecular / funcional a los cambios anatómicos para mejorar el diagnóstico diferencial y controlar la terapia.

Imágenes no focalizadas

Un ejemplo de imagen molecular no dirigida realizada clínicamente es la resonancia magnética ponderada en difusión, que desempeña cada vez más un papel en la detección de tumores y la evaluación de la respuesta. Se basa en evaluar el movimiento molecular mediante RM. La ponderación de la difusión depende del valor b, que refleja la fuerza y ​​el tiempo de los gradientes magnéticos. En los valores medios b, se puede evaluar el movimiento a nivel de tejido y se pueden detectar estructuras altamente celulares tales como tumores. Las técnicas más nuevas incluyen estudiar el movimiento más rápido usando valores b bajos, como el movimiento incoherente intravoxel (IVIM) para evaluar parámetros como D y f similares al coeficiente de difusión tisular y fracción de perfusión, así como estudiar el movimiento más lento usando altos valores b para limitar T2 "brillo". Estas técnicas se están evaluando en cuanto a si permiten una mejor detección y / o evaluación de la respuesta.

Imágenes dirigidas molecularmente

Un ejemplo de imagen molecular dirigida es la 18F-fluorodesoxiglucosa (FDG). La emisión de partículas beta por la etiqueta 18F permite obtener imágenes por tomografía de emisión de positrones (PET, por su sigla en inglés). La FDG o fluorodesoxiglucosa imita la glucosa y entra a la célula a través de los transportadores de glucosa (GLUT) y luego se fosforila. La forma fosforilada no es un buen sustrato para la siguiente enzima en la glucólisis y su carga negativa evita que cruce la membrana celular; por lo tanto, se queda atrapada en la celda y se acumula. Las células inflamatorias tienen altas tasas metabólicas y las imágenes PET 18F-FDG se utilizan para imágenes de infección / inflamación. Como se describe en el efecto de Warburg, las células cancerosas tienden a utilizar la vía anaeróbica menos eficiente para generar energía más que las células normales, y por lo tanto requieren más glucosa de entrada, la principal fuente de combustible. Las imágenes PET 18F-FDG se han usado para obtener imágenes de una variedad de tumores, pero no de todos, y su respuesta a la terapia.

Con el advenimiento de las imágenes de hiperpolarización, ha sido posible realizar bioquímica en vivo, incluida la evaluación de eventos tardíos en la glucólisis. La hiperpolarización puede aumentar la señal de los átomos en las moléculas de 10.000 a 100.000 veces, pero dura solo segundos o minutos para la gran mayoría. Debido a la gran ganancia de señal, no solo se puede obtener una imagen de la molécula de entrada, sino también sus productos metabólicos. Por ejemplo, un punto clave de inflexión en la glucólisis es el piruvato, que se encuentra en el punto de decisión de someterse a la respiración anaeróbica y producir lactato o someterse a la respiración aeróbica. En tumores, la tasa de conversión de piruvato en lactato tiende a ser más alta que en las células normales. En modelos animales, se ha sugerido que la tasa de conversión puede estar asociada con el grado de desdiferenciación o estadio tumoral y que puede detectar una respuesta temprana a la terapia incluso cuando las imágenes de 18F-FDG PET no son informativas. Debido a que los metabolitos múltiples e incluso los agentes dirigidos molecularmente pueden estar hiperpolarizados, esta tecnología tiene la promesa de afectar una variedad de esquemas de imágenes.

Las imágenes molecularmente dirigidas se han implementado en los departamentos de medicina nuclear desde hace algún tiempo. Un ejemplo es la obtención de imágenes basadas en péptidos de receptores de somatostatina. Las imágenes basadas en 111-octreotida han sido un caballo de batalla de la medicina nuclear. La emisión de partículas gamma por la etiqueta 111In permite obtener imágenes por tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT, por su sigla en inglés). Octreotide imita la somatostatina y se une a los receptores de la somatostatina, incluidos los tipos 2 y 5. Las etiquetas más nuevas incluyen 68Ga y 64Cu para permitir la PET para imágenes de mayor resolución. Los péptidos más nuevos incluyen octreotato para una mayor selectividad para el receptor de somatostatina tipo 2. Estos avances en el diseño del escáner y los sistemas de fusión tales como PET-MR permitirán una mejor detección y localización de las firmas moleculares. La combinación de información funcional y anatómica puede facilitar la cuantificación de receptores como se muestra en modelos animales.


Palabras relacionadas:
Ventajas del diagnóstico a través de imágenes moleculares, caracterización molecular de lesiones, imagen molecular no dirigida clínica, imagen molecular dirigida clínica, imágenes de hiperpolarización, medicina nuclear, revisión de las alteraciones génicas en oncología.

Acerca del autor

Vikas Kundra, MD, PhD

Vikas Kundra, MD, PhD

Vikas Kundra, MD, PhD, es profesor y director de imágenes moleculares en el Departamento de Radiología del MD Anderson Cancer Center de la Universidad de Texas (EE. UU.) con un nombramiento conjunto en el Departamento de Imágenes de Sistemas de Cáncer. Recibió sus títulos en medicina y doctorado de la Universidad de Harvard. Se formó en el Brigham and Women's Hospital de la Harvard Medical School.
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