2.3 Изотопы и препараты для позитронной эмиссионной томографии

2.3 Изотопы и препараты для позитронной эмиссионной томографии

Для целей позитронной эмиссионной томографии используются чрезвычайно короткоживущие нуклиды. Получение из них фармпрепаратов представляет собой серьезную проблему: на производство изотопа, синтез меченого соединения (причем не простой, а направленный — изотоп должен быть введен в точно назначенное место в молекуле), доставку препарата к больному, введение препарата в организм человека и проведение анализа отводится несколько минут! Естественно, что в этом случае могут быть использованы только экспрессные методы синтеза. Обычно применяются не столько химические, сколько биохимические методики, причем и генератор нуклида (циклотрон) и фабрика меченых соединений располагаются на непосредственно на территории госпиталя или даже в здании лечебного учреждения.

Изотопы для позитронной томографии: Углерод-11, 11С, Т = 20,4 мин.; Азот-13, 13N, T = 10,0 мин.; Кислород-15, 15O, T = 2,1 мин.; Фтор-18,18F, T = 109 мин.; Рубидий-82, 82Rb, T = 1,25 мин.

Двуокись углерода.2.3 Изотопы и препараты для позитронной эмиссионной томографии Меченные радиоактивными изотопами вода и двуокись углерода используются для исследований локального кровоснабжения головного мозга.

Кислород 2.3 Изотопы и препараты для позитронной эмиссионной томографии [15O]-меченная вода и кислород используются для количественной оценки потребления кислорода миокардом и кислородной фракции выброса, а так же для измерения степени некроза в опухоли.

Вода 2.3 Изотопы и препараты для позитронной эмиссионной томографии [15O]-меченная вода и кислород используются для количественной оценки потребления кислорода миокардом и кислородной фракции выброса. [15O]-вода также используется как метка миокардиальной перфузии (контрастирующая с [13N]-аммиаком. Использование [15O]-воды имеет преимущество 100% фракции выброса в миокарде. Выброс не зависит от метаболизма, который потенциально изменяет фракции выбросов для других изотопов, таких как [82Rb] или [13N]-аммиак. Недостатком является высокая концентрационная активность [15O] в сосудах сердца, полостях сердца и легких. Поэтому трудно точно измерить концентрацию метки.

Азот-13 Т = 10,0 мин.

Аммиак 2.3 Изотопы и препараты для позитронной эмиссионной томографии [13N]-меченный аммиак используется для измерения кровотока. Метка двигается из сосудов в ткани с помощью активного транспорта (натрий-калиевый насос) и путем пассивной диффузии. После того как метка оказывается внутри клетки, она преимущественно метаболизируется по цепочке глутаминовой кислоты. [13N]-аммиак применяется как способ измерения региональной перфузии в миокарде как в норме, так и при патологии. Преимуществом [13N]-аммиака является его короткий период полураспада, что позволяет использовать его при повторных исследованиях. [13N]-аммиак быстро покидает кровяное русло и долго удерживается в тканях, что обеспечивает получение высококонтрастных поперечных изображений сердечной мышцы. Зачастую исследования с использованием [13N]-аммиака комбинируются с введением [18F]ФДГ, что позволяет сравнивать миокардиальный кровоток с метаболизмом глюкозы, диагносцировать несоответствие и рассчитывать индекс жизнеспособности сердечной мышцы.

Углерод-11 Т = 20,4 мин

Ацетат 2.3 Изотопы и препараты для позитронной эмиссионной томографии 11C-меченный ацетат используется для количественной оценки окислительного метаболизма. Основным источником питания миокарда являются жирные кислоты, поэтому данная метка полезна в оценке метаболического состояния сердца.

Карфентанил 2.3 Изотопы и препараты для позитронной эмиссионной томографии является агонистом мю-опиатных рецепторов, он в 8000 раз мощнее, чем морфин. [11C]-меченный карфентанил используется в позитронно-эмиссионной томографии для исследования опиатных рецепторов головного мозга.

Кокаин 2.3 Изотопы и препараты для позитронной эмиссионной томографии ПЭТ используется для идентификации и характеризации мест связывания опиатных веществ в головном мозге. [11C]-меченный кокаин применяется в исследованиях на человеке и обезьянах для изучения распределения и фармакокинетики данного агента. Например, было показано, кокаин быстро накапливается и выходит из полосатого тела и временная диаграмма данного процесса коррелирует с временной моделью кокаинового «кайфа». ПЭТ также используется для исследования биологических эффектов кокаина. Большие одноразовые дозы кокаина имеют слабо влияют на работоспособность допаминовых рецепторов D2 (что измерялось при помощи [11C]N-метилпипоперидола), в то время как хроническое употребление кокаина приводит к снижению функций данных рецепторов. У лиц, хронически злоупотребляющих кокаином, снижается метаболизм допамина (что измерялось при помощи 6-[18F]-фтор-L-допа)

Депренил. 2.3 Изотопы и препараты для позитронной эмиссионной томографии После внутривенного введения радиоактивного [11C]-депренила, проводится ПЭТ-исследование. Депренил эффективен для лечения ранних стадий болезни Паркинсона.

Лейцин. 2.3 Изотопы и препараты для позитронной эмиссионной томографии [11C]-меченные метионин и лейцин используются для качественной оценки потребления аминокислоты и синтеза белка, являясь таким образом индикатором жизнеспособности опухоли.

Метионин 2.3 Изотопы и препараты для позитронной эмиссионной томографии [11C]-меченные метионин и лейцин используются для качественной оценки потребления аминокислоты и синтеза белка, являясь таким образом индикатором жизнеспособности опухоли.

N-метилспиперонал. 2.3 Изотопы и препараты для позитронной эмиссионной томографии N-метилспиперонал (N-метилспироперидол) связывает допаминэргические D2 рецепторы. [11C]-меченный N-метилпиперонал применяется для исследования нейрохимического влияния различных веществ на допаминэргическую систему.

Раклоприд. 2.3 Изотопы и препараты для позитронной эмиссионной томографии [11C]-меченный раклоприд используется в позитронно-эмиссионной томографии для изучения функционирования допаминэргических синапсов. Раклоприд связывает допаминовые D2 рецепторы и является селективным, обратимым ингибитором D2 рецепторов.

Фтор 18 Т= 109 мин.

Галоперидол 2.3 Изотопы и препараты для позитронной эмиссионной томографии ПЭТ используется для изучения мест связывания галоперидола, широко используемого антипсихотического и снижающего беспокойство препарата. Галоперидол действует на допаминовые рецепторы можжечка.

Ион фтора Радиомеченный ион фтора [18F-] являлся стандартным агентом для клинических исследований костной системы. Схема накопления [18F-] схожа с таковой у технеция-99m-дифосфоната (распространенной метки при исследованиях на гамма-камере). При этом, нормальные костные структуры имеют равномерное накопление  в скелете [18F-]. Оба [18F-] и [99mTc] имеют хорошую чувствительность как индикаторы патологии скелета, но имеют ограниченные возможности в плане патологической специфичности (например, и доброкачественные, и злокачественные процессы стимулируют остеобластную активность и повышение накопления). Однако, из-за того, что [18F-] имеет большие различия в скорости накопления между мягкими тканями и костями скелета по сравнению с [99mTc]-дифосфонатом, позитронно-эмиссионная томография всего тела будет более анатомически и количественно точной, чем такое же исследование на гамма-камере.

Фтордеоксиглюкоза 2.3 Изотопы и препараты для позитронной эмиссионной томографии [18F]-меченные ПЭТ метки используются в неврологии для изучения метаболизма, нервной передачи и клеточных процессов. L-[18F]-допа применяется для исследования распределения запасов медиатора и исследования болезни Паркинсона.

Фторэтилспиперонал 2.3 Изотопы и препараты для позитронной эмиссионной томографии [18F]-меченные ПЭТ метки используются в неврологии дя изучения метаболизма, нервной передачи и клеточных процессов. [18F]-меченный фторэтилспиперонал является радиолигандом, который используется для исследования D2-допаминовых рецепторов. ПЭТ исследования допаминэргической функции используются для изучения гормональных эффектов, процесса старения и нейропатологических состояний, таких как болезнь Паркинсона и шизофрения.

Фторурацил 2.3 Изотопы и препараты для позитронной эмиссионной томографии [18F]-меченный фторурацил используется для измерения доставки препаратов применяемых при химиотерапевтическом лечении рака.

Рубидий-82, Т = 1,25 мин. 82Rb используется при проведении исследований миокардиальной перфузии. Короткое время полураспада (Т=76 с) позволяет проводить парные стресс-исследования с высокой скоростью. Одной из отличительных особенностей данной метки является то, что она может быть произведена без циклотрона из генераторной колонки. Однако существуют и ограничения, из-за низкой  разрешающей способности изображений связанной с относительно высокой дальностью полета позитронов от данного эмиттера. 82Rb используется для определения недостаточности гематоэнцефалического барьера. Короткое время полураспада 82Rb для получения статистически значимых изображений требует применения высокоэффективных томографов, но зато обеспечивает возможность проведения серий измерений у одного пациента, т.е. возможность изучения кратковременных изменений, вызванных препаратами.