Imaging Multimodale in campo preclinico: esempi di applicazioni della PET-TC nel topo da laboratorio.

SUMMARY Molecular Imaging is a new research field that integrates morphological data with the analysis of metabolical processes at cellular and subcellular level. Multimodality Imaging, such as PET-CT, has emerged as advanced biomedical technology. At the same time, murine models of human diseases have become most popular, due to their biological similarity to man, their reduced maintenance cost and the ability to modify their genotype. Small animal imaging allow for monitoring in vivo, by serial and non-invasive means, morpho-functional characterization of animal models of human diseases, evaluation of novel therapeutic approaches and development and testing of novel molecular probes [1]. The purpose of this paper is to describe the operative PET -CT protocols and the main applications in the laboratory mouse, to study models of human diseases. BREVE RIASSUNTO INTRODUTTIVO L'Imaging Molecolare è un nuovo campo della ricerca che integra informazioni morfologiche con l'analisi di processi metabolici a livello cellulare e subcellulare. L'Imaging Molecolare Multimodale, in particolare la PET-TC, si è progressivamente affermato in campo clinico e sperimentale. Parallelamente, il topo di laboratorio è diventato il modello animale di prima scelta nella ricerca biomedica, grazie alla omologia fisiologica e genetica con l'uomo, le potenzialità di manipolazione genetica, la praticità ed i bassi costi di allevamento. La Diagnostica per Immagini rappresenta un valido strumento per studiare, in vivo ed in modo non invasivo, la fisiologia, la patogenesi e la progressione di malattie e la risposta a trattamenti terapeutici in modelli animali di malattie umane. [1] Gli scanner PET (Positron Emission Tomography) per piccoli roditori da laboratorio presentano elevata risoluzione e sensibilità grazie alla riduzione del diametro del gantry, delle dimensioni dei detettori e della distanza tra questi. [2] La PET è utile in diversi campi di ricerca, quali neuroscienze, oncologia e cardiologia, in studi di farmacocinetica, terapia genica e di nuovi radiotraccianti. La tomografia computerizzata a raggi X (TC) fornisce informazioni anatomiche addizionali ad alta risoluzione. Attualmente il termine "mini-CT" viene utilizzato per scanner con risoluzione spaziale tra 500 e 100 ?m, "micro-CT" per quelli con risoluzione inferiore a 100 ?m [3,4]. OBIETTIVO DELLO STUDIO Obiettivo del presente lavoro é descrivere i protocolli operativi e le principali applicazioni da noi adottati per la PET-TC nel topo di laboratorio. METODOLOGIE E' stato impiegato uno scanner Explore Vista GEHealthcare, dotato di un anello di 36 detettori LYSO e GSO, con campo di vista trasversale di 6.7 cm e assiale di 4.8 cm, sensibilità del 4% e FWHM PET di 1.6 mm al centro del campo di vista e risoluzione TC 200 ?m, per eseguire studi PET-TC in 83 topi (42 con 18 F-FDG, 5 con 18 F-FLT, 25 con 18 F-RGD e 11 con 18 F-A20-36). Lo scanner presenta un software per ricostruzione ed analisi quantitativa delle immagini. Per alcuni studi selezionati è stato utilizzato anche la ?CT Explore Locus GEHealthcare, con risoluzione 45 e 27?m, il cui software MicroView 2.0 è utile per la ricostruzione tridimensionale delle immagini. Per l'analisi quantitativa del dataset PET di studi cardiologici è stato utilizzato il software "Munich Heart", mentre per la valutazione della ripetibilità intra- ed inter-operatore è stato impiegato il software SPSS, calcolando l' "intraclass correlation coefficient" (ICC) ed il "repeatability coefficient" (RC). Il software Osirix 3.3 ha permesso di ricostruire immagini in formato "Multiplanar Reconstructions" (MPR), "3D volume rendering" e "fusion". Gli s