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Brazilian Archives of Biology and Technology, Volume: 45, Issue: spe, Published: 2002
  • Editorial

  • Nuclear medicine in tropical diseases Nuclear Medicine: Infection And Inflammation

    Braga, Francisco José Hossri Nogueira

    Abstract in Portuguese:

    Doenças tropicais afetam mais pessoas no mundo do que outros tipos de doenças, mas na literatura estudos cintigráficos sobre este assunto não são tão freqüentes já que as câmaras de cintilação podem não estar disponíveis nas regiões geográficas onde essas doenças ocorrem que são, normalmente, pobres. Nesse trabalho apresentamos um resumo do que tem sido feito nesta área até o momento. A Lepra (Hanseníase) afeta cerca de 12 milhões de pessoas no mundo todo e tem sido estudada pelos seguintes exames cintigráficos: Gálio-67, MDP-Tc-99m ou HMDP, colóide ou Dextran marcado com Tc-99m, DTPA-Tc-99m e hemácias marcadas com Tc-99m. Paracoccidiodomicose é uma micose profunda e tais casos podem ser avaliados com Gálio-67, cintigrafia óssea, linfocintigrafia, cintigrafia hepato biliar, medular e de fígado/baço. Micetoma é uma micose de osso e tecido mole e o gálio-67 e a cintigráfia óssea são úteis na avaliação de tais casos. A tuberculose é a doença tropical mais estudada e uma dúzia de radiofármacos e técnicas têm sido descritas para avaliar os pacientes. A Doença de Jorge Lobo é uma micose rara que afeta principalmente os índios da região amazônica e o gálio-67 mostrou acumular-se na doença ativa. A neurocisticercose está difundida no mundo inteiro e imagens cerebrais em SPECT (ECD-Tc-99m e HMPAO-Tc-99m) constituem ferramentas para a avaliação funcional da doença. Pacientes que sofrem de leishmaniose cutânea e visceral podem ser estudados através de cintigrafias com Gálio-67. A Doença de Chagas pode afetar o coração e/ou o trato digestivo e, alguns exames de cintigrafias podem ser úteis na avaliação de tais casos (pool sanguíneo, testes de perfusão cardíaca, de trânsito faringeal, de esvaziamento gástrico,de trânsito intestinal, cintigrafias hepato biliares, dentre outros). As cintigrafias deveriam ser mais largamente utilizadas para a avaliação funcional de órgãos e sistemas de pacientes afetados por doenças tropicais. È uma ferramenta poderosa para a avaliação da extensão da doença e da eficácia da terapia.

    Abstract in English:

    Tropical diseases affect more people in the world than any other kind of disease, but scintigraphic data on that matter are not so frequent in the literature. Since the geographic regions where such diseases occur are normally very poor, scintillation cameras may not be available. We present a resumed summary of part of what has been done on this subject to-date. Leprosy affects circa 12 million people worldwide and has already been studied by means of the following scintigraphic exams: Gallium-67, 99mTc-MDP or HMDP, 99mTc-colloid or Dextran, 99mTc-DTPA and 99mTc-WBC. Paracoccidiodomycosis is a deep mycosis and such cases may be evaluated by means of Gallium-67, bone scintigraphy, lymphoscintigraphy, hepato-billiary, bone marrow and liver / spleen scintigraphies. Mycetoma is bone and soft tissue mycosis and gallim-67 and bone studies are very useful in the evaluation of such cases. Tuberculosis is the most well studied tropical disease and dozens of radiopharmaceuticals and techniques were described to evaluate such patients. Jorge Lobo’s disease is a rare mycosis that affects mainly indians from the Amazon region and gallium-67 was shown to accumulate in active disease. Neurocysticercosis is spread worldwide and brain SPECT (99mTc-ECD or 99mTc-HMPAO) is a very good tool for the functional evaluation of the disease. Patients suffering from Cutaneous and mucous leishmaniosis may benefit from Gallium-67 scintigraphy. Chagas’ disease may affect the heart and/or the digestive tract and several scintigraphic exams may be helpful in the evaluation of such cases (gated blood pool, heart perfusion tests, pharyngeal transit tests, gastric emptying tests, intestinal transit tests, hepato-billiary scintigraphy, among others). Scintigraphy should be more largely used in the functional evaluation of organs and systems of patients affected by topical diseases. It is a powerful tool to evaluate both the extent of disease and the efficacy of therapy.
  • Radionuclide imaging of the painful joint replacement: past, present and future Nuclear Medicine: Infection And Inflammation

    Palestro, Christopher

    Abstract in Portuguese:

    É difícil diferenciar o afrouxamento asséptico do infeccioso como causa da falência de uma prótese articular pois ambas as entidades são similares clinica e histopatologicamente. O afrouxamento asséptico frequentemente resulta de uma reação imune à prótese. Há inflamação com o influxo de histiócitos, células gigantes, linfócitos e plasmócitos. Citocinas pró-inflamatórias e enzimas proteolíticas são secretadas causando osteólise e afrouxamento. Estes mesmos eventos ocorrem na infecção, exceto que os neutrófilos raramente presentes no afrouxamento, estão invariavelmente presentes na infecção. Os sinais e sintomas clínicos, os testes laboratoriais, radiografias e aspirados da articulação não apresentam sensibilidade, especificidade ou ambos. Artefatos produzidos pelos aparelhos metálicos dificultam as imagens cross-seccionais. A imagem com radionuclídeos não é afetada pela presença de aparelhos metálicos e é muito útil para avaliação de próteses dolorosas. A cintigrafia óssea, com uma acurácia de 50 a 70% é um teste valioso de rastreamento, desde que um resultado normal exclui complicações da prótese. Com o gálio-67, um agente não-específico para imagens inflamatórias, há uma melhora de 70a 80% na acurácia da cintigrafia óssea. A acurácia de 90% resultante da combinação de imagens leucócito/medula óssea é uma das mais altas existentes entre os estudos disponíveis com radionuclídeos. Seu sucesso é devido ao fato que a imagem com leucócitos é mais sensível para detectar inflamações mediadas por neutrófilos. As condições inflamatórias com poucos neutrófilos, mesmo que outros leucócitos possam estar presentes em grande quantidade (tais como no afrouxamento asséptico das próteses articulares), seguem indectáveis. O sucesso da imagem leucócito/medula óssea é moderado por limitações na marcação in-vitro. Parece ser promissora a marcação in-vivo com anticorpos murinos monoclonais anti-granulócitos. Alguns trabalhos têm sido direcionados para a imagem com F-18 FDG, embora a especificidade seja uma problema com este agente.

    Abstract in English:

    Differentiating aseptic loosening from infection as the cause of prosthetic joint failure is difficult because both entities are similar, clinically and histopathologically. Aseptic loosening frequently results from an immune reaction to the prosthesis. There is inflammation with an influx of histiocytes, giant cells, lymphocytes, and plasma cells. Proinflammatory cytokines and proteolytic enzymes are secreted, causing osteolysis and loosening. These same events occur in infection except that neutrophils, rarely present in aseptic loosening, are invariably present in infection. Clinical signs and symptoms, laboratory tests, x-rays and joint aspiration are insensitive, nonspecific or both. Artifacts produced by the metallic hardware hamper cross-sectional imaging modalities. Radionuclide imaging is not affected by the presence of metallic hardware and is very useful for evaluating the painful prosthesis. Bone scintigraphy, with an accuracy of 50%-70% is a useful screening test, since a normal study effectively excludes a prosthetic complication. Adding gallium-67, a nonspecific inflammation-imaging agent, improves the accuracy of bone scintigraphy to 70%-80%. The accuracy of combined leukocyte/marrow imaging, 90%, is the highest among available radionuclide studies. Its success is due to the fact that leukocyte imaging is most sensitive for detecting neutrophil mediated inflammations. Inflammatory conditions that are neutrophil-poor, even though large numbers of other leukocytes may be present, (such as the aseptically loosened joint prosthesis) go undetected. The success of leukocyte/marrow imaging is tempered by the limitations of in-vitro labeling. In-vivo labeling has been investigated and a murine monoclonal antigranulocyte antibody appears promising. Some investigations have focused on F-18 FDG imaging, although specificity is a concern with this agent.
  • Radiolabelled cytokines for imaging chronic inflammation Nuclear Medicine: Infection And Inflammation

    Signore, Alberto; D'Alessandria, Calogero; Annovazzi, Alessio; Scopinaro, Francesco

    Abstract in Portuguese:

    O diagnóstico, e particularmente o acompanhamento das doenças inflamatórias crônicas, pode ser freqüentemente muito difícil na prática clínica. As técnicas radiológicas tradicionais revelam somente as alterações teciduais estruturas, não sendo capazes de monitorar as alterações funcionais que ocorrem nesses tecidos afetados pela inflamação crônica. O contínuo avanço no conhecimento da fisiopatologia dessas doenças, combinado com o progresso da radioquímica, levou ao desenvolvimento de novos agentes radiomarcados para a obtenção de imagens de doenças crônicas. Nesse cenário, as citocinas, devido ao papel primordial em tais doenças, apresentam-se como fortes candidatas a radiofármacos.

    Abstract in English:

    Diagnosis and particularly follow-up of chronic inflammatory disorders could be often difficult in clinical practice. Indeed, traditional radiological techniques reveal only structural tissue alterations and are not able to monitor functional changes occurring in tissues affected by chronic inflammation. The continuous advances in the knowledge of the pathophysioloy of chronic disorders, combined with the progress of radiochemistry, led to the development of new specific radiolabelled agents for the imaging of chronic diseases. In this scenario, cytokines, due to their pivotal role in such diseases, represent good candidates as radiopharmaceuticals.
  • Infection imaging with radiopharmaceuticals in the 21st century Nuclear Medicine: Infection And Inflammation

    Das, Satya S.; Hall, Anne V.; Wareham, David W.; Britton, Keith E.

    Abstract in Portuguese:

    A infecção continua a ser uma das grandes causas de morbidade e mortalidade mundiais. A Medicina Nuclear tem um importante papel em contribuir elucidar o diagnóstico de infecções tais como abscessos, osteomielites, artrite séptica, endocardite e infecção nos aparatos de prótese. As técnicas já estabelecidas tais como leucócitos marcados são sensíveis e específicas para inflamação, mas não distinguem entre inflamação infecciosa e não-infecciosa. O desafio para a Medicina Nuclear para obtenção de imagem de infecções no século 21 é trabalhar na recente tendência para o desenvolvimento de radiofármacos mais específicos para o estudo de infecções, tais como agentes anti-infecciosos marcados (por exemplo, 99mTc-ciprofloxacina). Além disto, para ajudar no diagnóstico precoce das infecções, através de imagens seriadas, estes agentes podem se provar muito úteis no monitoramento das respostas e para determinar a duração ótima de uma terapia anti-infecciosa. Este artigo revê a atual tendência da utilização do uso da imagem de processos infecciosos com radiofármacos e o seu futuro direcionamento.

    Abstract in English:

    Infection continues to be a major cause of morbidity and mortality worldwide. Nuclear medicine has an important role in aiding the diagnosis of particularly deep-seated infections such as abscesses, osteomyelitis, septic arthritis, endocarditis, and infections of prosthetic devices. Established techniques such as radiolabelled leucocytes are sensitive and specific for inflammation but do not distinguish between infective and non-infective inflammation. The challenge for Nuclear medicine in infection imaging in the 21st century is to build on the recent trend towards the development of more infection specific radiopharmaceuticals, such as radiolabelled anti-infectives (e.g. 99mTc- ciprofloxacin). In addition to aiding early diagnosis of infection, through serial imaging these agents might prove very useful in monitoring the response to and determining the optimum duration of anti-infective therapy. This article reviews the current approach to infection imaging with radiopharmaceuticals and the future direction it might take.
  • Hank’s balanced salt solution: an alternative resuspension medium to label autologous leukocytes. Experience in inflammatory bowel disease Nuclear Medicine: Infection And Inflammation

    Martin-Comin, Joseph; Cardoso, Valbert Nascimento; Plaza, Pedro; Roca, Manoel

    Abstract in Portuguese:

    Neste trabalho a solução de Hank's (HBSS) foi usada com meio de marcação de leucócitos autólogos, substituindo o plasma pobre em leucócitos (LPP), em 28 pacientes com suspeita de doença inflamatória intestinal. Estas células marcadas foram reinjetadas e as imagens nas visões anterior e caudo-craneal foram realizadas 30 min, 2 h e 6h após a reinjeção. Regiões de interesse como fígado, baço, pulmão, medula óssea (vertebral), background e lesões e a relação orgão/BKG tiveram a atividade determinada em todas as imagens. Os pacientes foram divididos nos grupos LPP (30) e HBSS com 28. A eficiência de marcação foi mais alta no grupo HBSS (89,0% ± 3,2%) do que no grupo LPP ( 65,5% ± 6,3%). A relação de atividade orgão/ BKG foi similar em ambos os grupos e também a acurácia diagnóstica em 30 min e 2 hr, mas, a taxa de falsos positivos aumentou em 6 hr no grupo HBSS. O meio HBSS mostrou ser uma alternativa válida na marcação de leucócitos autólogos, mas, o LPP parece induzir menos danos aos leucócitos. Com base nestes resultados, em nosso Centro o HBSS é o método de escolha para marcar leucócitos.

    Abstract in English:

    In this work Hank's balanced salt solution (HBSS) has been used, as resuspension medium, instead of leukocyte poor plasma (LPP) to label autologous white blood cells in 28 patients with suspicion af active inflammatory bowel disease.Labelled cells were reinjected and anterior and caudo-craneal views were obtained at 30 min, 2 h and 6 h p.i. Regions of interest were outlined on liver, spleen, lung, bone marrow (spine), background and lesions and the organ/background activity ratios were calculated in all scans. Patients were classified into 2 groups: Group 1: LPP, 30 patients and Groups 2: HBSS, 28 patients. Labelling efficiency was higher in HBBS group (89.0 ± 3.2 %) than in the LPP group (6.5 ± 6.3%). Organ/background activity ratios were similar in both groups. Concerning diagnostic accuracy was similar at 30 min and 2 h but the false positive rate increased at 6 h p.i. in the HBSS group. HBSS seems to be a valid alternative as resuspension medium in the labeling of autologous leukocytes but leukocyte poor plasma seem to induce less leukocyte damage. Based on these results, in our center HBSS is the currently used medium to label leukocytes.
  • Bone-seeking therapeutic radiopharmaceuticals Nuclear Medicine: Oncology

    Srivastava, Suresh C.

    Abstract in Portuguese:

    Radiofármacos para terapia em nível ósseo são utilizados devido a emissão de radiação particular pelo radionuclídeo (primariamente beta de baixa e média). Portanto, as necessidades são diferentes daquelas usadas para imagem óssea que consiste principalmente de emissores de fótons de meia-vida curta. Ultimamente, a terapia do esqueleto com radiofármaco tem alcançado uma importância crescente devido ao papel em potencia de aliviar a dor de metástases ósseas em pacientes com câncer, para o tratamento de dor nas articulações devido a inflamação sinovial sinovite (radiosinovite ou radiosinovectomia), ou de várias outras formas de doenças articulares. Portanto, existe uma falta de publicações sobre a bio-farmacocinética desses agentes quando administrados intravenosamente como paliativo para dor óssea. Este artigo irá revisar rapidamente e resumir as informações sobre a química e a biofarmacocinética dos vários radiofármacos aprovados clinicamente e em experimentação disponíveis até o presente momento para terapêutica do esqueleto e fazer projeções para o tratamento clínico do câncer primário/metastático no osso.

    Abstract in English:

    Bone-seeking therapeutic radiopharmaceuticals are utilized on the basis of the radionuclide’s particulate emissions (primarily low to intermediate beta emission). The requirements therefore are different from those of bone imaging agents that consist mainly of short-lived single photon emitters. Lately, the therapeutic bone seeking radiopharmaceuticals have attained increasing importance due to their potential role in alleviating pain from osseous metastases in cancer patients, for the treatment of joint pain resulting from inflamed synovium (radiosynoviorthesis, or radiosynovectomy), or from various other forms of arthritic disease. There is, however, a paucity of published data on the bio-pharmacokinetics of these agents when used following intravenous administration for bone pain palliation. This paper will briefly review and summarize the presently available chemical and biopharmacokinetic information on the various clinically approved as well as experimental bone-localizing therapeutic radiopharmaceuticals, and make projections on their clinical application for the treatment of primary/metastatic cancer in bone.
  • Radiolabeled PNAs for imaging gene expression Nuclear Medicine: Oncology

    Wickstrom, Eric; Sauter, Edward; Tian, Xianben; Rao, Sampath; Quin, Weyng; Thakur, Mathew

    Abstract in Portuguese:

    Imagens cintigráficas da expressão genética in vivo por metódos não invasivos poderiam orientar mais precisamente as intervenções médicas para o local definido da doença e poderia contribuir para melhor tratamento dos pacientes. Entretanto, nenhum método está atualmente disponível para a imagem específica da intensa expressão de um oncogene de RNAm (s) in vivo por imagem cintigráfica. Contudo, nós temos observado que peptídeos marcados Tc-99m podem delinear tumores, e que peptídeos PNA são específicos para receptores em células malignas e são captados e concentrados no núcleo. Nós sugerimos que peptideos PNA nonsense marcados com Tc-99m serão capturados pelas células neoplásicas de mama humana, hibridizarão com sequências complementares de alvos de RNAm e permitirão imagen de oncogenes de RNAm em câncer de mama humana com enxerto em modelo animal, provendo um prova do princípio de detecção câncer de mama em estado pré-cancer e não invasivo. Oncogenes ciclin D1, erb B-2, c-MYC, e um tumor supressor p53 irão ser explorados. Se obtivermos sucesso, está técnica também irá ser útil no diagnóstico de imagens de outros tumores sólidos.

    Abstract in English:

    Scintigraphic imaging of gene expression in vivo by non-invasive means could precisely direct physicians to appropriate intervention at the onset of disease and could contribute extensively to the management of patients. However, no method is currently available to image specific overexpressed oncogene mRNAs in vivo by scintigraphic imaging. Nevertheless, we have observed that Tc-99m-peptides can delineate tumors, and that PNA-peptides are specific for receptors on malignant cells and are taken up specifically and concentrated in nuclei. We hypothesize that antisense Tc-99m-PNA-peptides will be taken up by human breast cancer cells, hybridize to complementary mRNA targets, and permit imaging of oncogene mRNAs in human breast cancer xenografts in a mouse model, providing a proof-of-principle for non-invasive detection of precancerous and invasive breast cancer. Oncogenes cyclin D1, erbB-2, c-MYC, and tumor suppressor p53 will be probed. If successful, this technique will be useful for diagnostic imaging of other solid tumors as well.
  • The clinical impact of [18F]-FDG Pet during the opening year of a Pet centre Nuclear Medicine: Oncology

    Talbot, Jean-Noël

    Abstract in Portuguese:

    Avaliamos o impacto clínico do FDG-PET no estagiamento e acompanhamento de pacientes durante o primeiro ano de funcionamento do nosso centro de PET na França. Enviamos um questionário em francês, traduzido de um similar usado recentemente na Califórnia, para os médicos de cada um dos 476 pacientes que realizaram, pelo menos, um exame FDG-PET de rotina durante o ano de 2000. Das trezentos e quarenta e oito respostas (taxa de resposta = 73%), em 26% dos casos a doença regrediu e em 9%, avançou. Variações no acompanhamento inter-modalidades (mudanças de uma programação terapêutica para outra modalidade) foram relatadas em 37% dos casos e intra-modalidades em 9%. Estas taxas de modificação foram respectivamente 38% e 7% no câncer colo-retal recorrente (153 pacientes), 47% e 7% no câncer de pulmão (118 pacientes), 16% e 23% no linfoma (43 pacientes), 25% e 6% no estagiamento de cânceres de cabeça e pescoço (32 pacientes). Quando comparados com estudos similares realizados na Califórnia, não houveram diferenças significativas entre as taxas de acompanhamento inter-modalidades. Pelo contrário, o acompanhamento das mudanças intra-modalidade foram menos frequentes em nossa pesquisa, exceto para o linfoma. Globalmente, o impacto clínico da FDG-PET foi similar, com uma taxa maior de resposta na nossa pesquisa (73% versus 35%); esta taxa foi maior que a média de 31% encontrada para as modificações terapêuticas obtidas de um resumo tabulado recentemente para mais de 3400 pacientes.

    Abstract in English:

    We have evaluated the clinical impact of FDG-PET on patient staging and management during the opening year of our PET centre in France. A questionnaire, translation in French of the questionnaire used recently in California, was sent to the referring physician of each of the 476 patients who had at least one routine FDG-PET examination during the year 2000. Of 348 responses (response rate = 73%), the disease was upstaged in 26% of the cases and downstaged in 9%. Inter-modality management changes (change from a scheduled therapeutic modality for a different one) were reported in 37% of the cases and intra-modality changes in 9%. Those modification rates were respectively 38% and 7% in recurrence of colorectal cancer (153 patients), 47% and 7% in lung cancer (118 patients), 16% and 23% in lymphoma (43 patients), 25% and 6% in the staging of head and neck cancers (32 patients).When comparing with the similar studies performed in California, there were no significant differences between the rates of inter-modality management changes. In contrast, intra-modality management changes were less frequent in our survey, except for lymphoma. Globally, the clinical impact of FDG PET was similar, with a higher response rate to our survey (73% versus 35%); it was above the mean 31% rate of therapeutic modification derived from a recent tabulated summary in over 3400 patients.
  • Scintigraphic imaging of focal hypoxic tissue: development and clinical applications of 123I-IAZA Nuclear Medicine: Oncology

    Wiebe, Leonard I.; McEwan, Alexander J. B.

    Abstract in Portuguese:

    Os tecidos afetados em inúmeras doenças, incluíndo câncer, acidentes vasculares cerebrais, infarto agudo do miocárdio e diabetes, desenvolvem hipoxia focal tecidual durante a evolução da doença. A presença de tecido hipóxico pode tornar a doença refratária à terapia., como no caso do tratamento de tumores sólidos usando baixa radiação ionizante (LET). Em outras doenças, a detecção de tecidos viáveis mais hipóxicos pode servir como indicador prodômico do desenvolvimento da doença (como por exemplo, diabetes), ou um indicador prognóstico do controle da doença (como no acidente vascular cerebral). Nas últimas duas décadas, vários substâncias utilizadas em radioimagem para avaliar a hipóxia foram desenvolvidas e testadas clinicamente. Destas, 18F-Fmiso e 123I-IAZA são os radiotraçadores mais usualmente utilizados para imagens planares de PET e SPECT, respectivamente. IAZA e Fmiso são 2-nitroimidazóis que quimicamente se ligam a componentes subcelulares de tecidos hipóxicos viáveis. Eles sensibilizam tumores hipóxicos aos efeitos letais da radiação ionizante via mecanismos que mimetizam os efeitos radiosensíveis do oxigênio, e são consequentemente denominados de oxigênio-miméticos. O efeito oxigênio-mimético é atribuído em grande parte à ligação covalente dos intermediários nitroimidazóis redutivamente ativados paara macromoléculas celulares críticas. Nitroimidazóis marcados com radionuclídeos emissores de radiação gama (por exemplo, 18 F-Fmiso e 123I-IAZA) tem sido usado como marcadores cintigráficos da hipóxia tumoral, baseado na necessidade de identificar células tumorais hipóxicas radioresistentes como parte do processo de planejamento da radioterapia. Um interesse mais amplo em identificação não-invasiva baseada em imagem de hipóxia focal de várias doenças tem estendido os estudos de hipóxia para incluir doenças vasculares periféricas associadas com diabetes, artrite reumatóide, acidentes vasculares cerebrais, isquemia miocárdica, traumatismo encefálico e estresse oxidativo. Nesta revisão, o estado atual dos estudos de hipoxia seletiva com 123I-IAZA, um radiofarmáco para o diagnóstico experimental é revisto em relação ao desenvolvimento de aplicações clinicas e pré-clinicas.

    Abstract in English:

    Affected tissues in a number of diseases, including cancer, stroke, cardiac infarction and diabetes, develop focal tissue hypoxia during their progression. The presence of hypoxic tissue may make the disease refractory to therapy, as in the case of solid tumor therapy using low LET ionizing radiation. In other pathologies, the detection of viable but hypoxic tissues may serve as a prodromal indicator of developing disease (e.g. diabetes),or as a prognostic indicator for management of the disease (e.g. stroke). Over the past two decades, a number of hypoxia radioimaging agents have been developed and tested clinically. Of these, 18F-Fmiso and 123I-IAZA are the most widely used radiotracers for PET and SPECT/planar imaging, respectively. IAZA and Fmiso are a 2-nitroimidazoles that chemically bind to subcellular components of viable hypoxic tissues. They sensitize hypoxic tumour to the killing effects of ionizing radiation via mechanisms that mimic the radiosensitizing effects of oxygen, and are therefore called oxygen mimetics. The oxygen mimetic effect is attributable in large part to the covalent binding of reductively-activated nitroimidazole intermediates to critical cellular macromolecules. Nitroimidazoles labelled with gamma-emitting radionuclides (e.g. 18F-Fmiso and 123I-IAZA) have been used as scintigraphic markers of tumour hypoxia, based on the need to identify radioresistant hypoxic tumour cells as part of the radiotherapy planning process. Broader interest in non-invasive, imaging-based identification of focal hypoxia in a number of diseases has extended hypoxia studies to include peripheral vascular disease associated with diabetes, rheumatoid arthritis, stroke, myocardial ischaemia, brain trauma and oxidative stress. In this review, the current status of hypoxia-selective studies with 123I-IAZA , an experimental diagnostic radiopharmaceutical, is reviewed with respect to its pre-clinical development and clinical applications.
  • Radiopharmaceuticals for sentinel node detection Nuclear Medicine: Oncology

    Frier, Malcolm

    Abstract in Portuguese:

    A imagem de nódulos sentinelas é uma técnica valiosa no acompanhamento de alguns tipos de câncer. Com esta finalidade diferentes radiofármacos têm sido empregados com sucesso, porém existem poucos estudos sistemáticos examinando a relação entre as propriedades físico-químicas dos radiofármacos utilizados e sua performance in vivo. O presente estudo descreve a preparação e caracterização de radiocolóides com composição química similar diferindo sua distribuição no tamanho das partículas; na tentativa de identificar a importância de variações de tamanho como um único parâmetro.

    Abstract in English:

    Imaging of sentinel nodes is a valuable technique in the management of some types of cancer. Several different radiopharmaceuticals have been successfully employed in the technique, but there have been few systematic studies to examine the relationship between physicochemical properties of the radiopharmaceuticals used and in-vivo performance. The present study describes the preparation and characterisation of radiocolloids of similar chemical composition but differing in particle size distribution in an attempt to identify the role of variations in the single parameter of size.
  • Antibody conjugate radioimmunotherapy of superficial bladder cancer Nuclear Medicine: Therapy

    Perkins, Alan; Hopper, Melanie; Murray, Andrea; Frier, Malcolm; Bishop, Mike

    Abstract in Portuguese:

    A administração de anticorpos conjugados para o tratamento do câncer está agora provando ser de valor clínico. Nós estamos atualmente realizando um programa de estudos clínicos usando o anticorpo monoclonal C595 (IgG3) que reage com a glicoproteína MUC1 que está aberrantemente expressa numa alta proporção de tumores de bexiga. Tem sido produzidos radioimunoconjugados do anticorpo C595, com alta eficiência de radiomarcação e a imunoreatividade, usando-se o Tc-99m e In-111, para o diagnóstico por imagem e estagiamento de doenças. Tem sido produzidos, também, radionuclídeos citotóxicos (Cu-67 e Re-188) para o tratamento de cânceres superficiais de bexiga. A fase terapêutica I/II já se iniciou, envolvendo a administração intravesical do anticorpo diretamente na bexiga.

    Abstract in English:

    The administration of antibody conjugates for cancer therapy is now proving to be of clinical value. We are currently undertaking a programme of clinical studies using the monoclonal antibody C595 (IgG3) which reacts with the MUC1 glycoprotein antigen that is aberrantly expressed in a high proportion of bladder tumours. Radioimmunoconjugates of the C595 antibody have been produced with high radiolabelling efficiency and immunoreactivity using Tc-99m and In-111 for diagnostic imaging, and disease staging and the cytotoxic radionuclides Cu-67 and Re-188 for therapy of superficial bladder cancer. A Phase I/II therapeutic trail involving the intravesical administration of antibody directly into the bladder has now begun.
  • Radiopeptides from diagnosis to therapy Nuclear Medicine: Therapy

    Buscombe, John. R.

    Abstract in Portuguese:

    Radiopeptídeos estão desempenhando um papel cada vez mais relevante no diagnóstico de doenças. Inicialmente dedicado ao sistema somatostatinérgico, a pesquisa nesta área concentrava-se em identificar tumores de origem neuroendócrina. Novas técnicas com peptídeos artificiais estão estendendo seu papel em outras áreas, tais como a formação de trombos em doenças cardíacas. Tem sido mostrado novos e excelentes métodos de marcação de radiopeptídeos começando por aqueles com alta atividade, tais como In-111 pentetreotídeo, ao desenvolvimento de produtos com Y-90 e recentes peptídeos e radioisótopos. Além do PET, há interessantes desenvolvimentos em Medicina Nuclear.

    Abstract in English:

    Radiopeptides are playing an increasing role in the diagnosis of disease. Initially based on the somatatostatin system, early research concentrated on identifying tumours of neuroendocrine origin. New techniques with artificial peptides are extending their role into other areas such as thrombus formation and heart disease. It has been shown that radiopeptides have excellent labelling new methods have looked at therapy starting with high activities of In-111 pentetreotide to the development of Y-90 based products and new and novel peptides and radio isotopes. Outside of PET there are the most exciting developments in nuclear medicine.
  • Targeted tumor radiotherapy Nuclear Medicine: Therapy

    Unak, Perihan

    Abstract in Portuguese:

    A radioterapia tumor-seletiva é especialmente indicada na administração de doses curativas de radiação que interagem diretamente nas áreas de malignidade. O objetivo desta terapia tumoral direcionada é usar radionuclídeos que possuam emissão de partículas de elevado LET conjugadas à moléculas carreadoras apropriadas. Os radionuclídeos são seletivamente captados pelas células tumorais, liberando doses letais para as células tumorais enquanto não ocorre liberação para as células normais. Em teoria, a radioterapia direcionada tem várias vantagens sobre a radioterapia convencional, pois permite que uma alta dose de radiação seja administrada sem causar toxicidade para o tecido normal, embora existam algumas limitações na disponibilidade de agentes com alvos específicos e no cálculo da dose administrada. Consequentemente, para aplicações clínicas rotineiras é ainda necessário um maior progresso. Neste artigo, o uso potencial da radioterapia tumor-seletiva é brevemente revisto. Também resumiremos alguns aspectos e considerações mais gerais, tais como radionuclídeos potenciais e os mecanismos de direcionamento ao tumor.

    Abstract in English:

    Targeted tumor radiotherapy is selectively delivery of curative doses of radiation to malignant sites. The aim of the targeted tumor radiotherapy is to use the radionuclides which have high LET particle emissions conjugated to appropriate carrier molecules. The radionuclides are selectively collected by tumor cells, depositing lethal doses to tumor cells while no admission occur to normal cells. In theory, targeted radiotherapy has several advantages over conventional radiotherapy since it allows a high radiation dose to be administered without causing normal tissue toxicity, although there are some limitations in the availability of appropriate targeting agents and in the calculations of administered doses. Therefore, for routine clinical applications more progress is still needed. In this article, the potential use of targeted tumor radiotherapy is briefly reviewed. More general aspects and considerations, such as potential radionuclides, mechanisms of tumor targeting was also outlined.
  • Radiation exposure in nuclear medicine: real-time measurement Radiobiology And Radioprotection

    Sylvain, Iara; Bok, Bernard

    Abstract in Portuguese:

    A legislação francesa introduziu o uso de dosímetros eletrônicos para monitoração da exposição do trabalhador. Afim de avaliar a exposição do trabalhador proveniente de exames diagnósticos em medicina nuclear, doses individuais do corpo inteiro foram medidas diariamente com dosímetros eletrônicos (digitais) durante 20 semanas consecutivas e correlatas com as atividades de trabalho de cada dia. As doses foram sempre inferiores à 20 µSv por dia em condições normais de trabalho. Os níveis de exposição de radiação mais elevados foram para os enfermeiros, manipuladores e maqueiros. A extrapolação da dose anual para todos os trabalhadores foi menos que 10 % do limite máximo legal para os trabalhadores expostos (2 mSv/ano). Dosímetros eletrônicos não são tecnicamente justificados para a o controle de rotina da exposição dos trabalhadores, mas a alta sensibilidade e a leitura imediata desses dosímetros podem vir a serem muito úteis para o controle da exposição em condições de trabalhos criticas. Neste ultimo caso, dosímetros eletrônicos podem representar uma ajuda para a otimização da radioproteção.

    Abstract in English:

    French regulations have introduced the use of electronic dosimeters for personal monitoring of workers. In order to evaluate the exposure from diagnostic procedures to nuclear medicine staff, individual whole-body doses were measured daily with electronic (digital) personal dosimeters during 20 consecutive weeks and correlated with the work load of each day. Personal doses remained always below 20 µSv/d under normal working conditions. Radiation exposure levels were highest to tech staff, nurses and stretcher-bearers. The extrapolated annual cumulative doses for all staff remained less than 10 % of the maximum legal limit for exposed workers (2 mSv/yr). Electronic dosimeters are not technically justified for routine survey of staff. The high sensitivity and immediate reading of electronic semiconductor dosimeters may become very useful for exposure control under risky working conditions. It may become an important help for optimising radiation protection.
  • Is nuclear medicine really safe? Radiobiology And Radioprotection

    Abstract in Portuguese:

    Como avaliar a relação risco-beneficio de cintigrafias? Em medicina nuclear, a dose devida à radiação absorvida no corpo inteiro ou nos órgãos tem sido subestimada apesar de sua baixa intensidade. Os métodos de avaliação tem assumido uma distribuição uniforme do produto radioativo. Entretanto, em nível celular, existe uma distribuição heterogênea do produto radioativo e conseqüentemente uma heterogeneidade da emissão radioativa. Atualmente, as doses absorvidas em nível celular são calculadas considerando uma distribuição não uniforme. Os valores da dose absorvida estimados através dessa hipótese são geralmente relevantes mesmo nos casos mais complexos. No presente estudo, nós avaliamos as conseqüências biológicas, em nível celular, induzidas por dois produtos radioativos marcados com o tecnécio-99m: microesferas de albumina de soro humano usado para cintigrafias pulmonares e HMPAO utilizado em leucócitos marcados.

    Abstract in English:

    In nuclear medicine, radiation absorbed dose estimates calculated by standard models at the whole body or organ are very low. At cellular level, however, the heterogeneity of radionuclide distributions of radiation dose patterns may be significant. We present here absorbed doses at cellular level and evaluate their possible impact on the usually assumed risk/benefit relationships in nuclear medicine studies. The absorbed dose values calculated are surprisingly high, and are difficult to interpret. In the present study, we show calculated doses at the cellular level and discuss possible biological consequences, for two radiopharmaceuticals labelled with technetium-99m: human serum albumin microspheres used for pulmonary scintigrapies and HMPAO used to labelled leukocytes.
  • Trends in biological dosimetry: an overview Radiobiology And Radioprotection

    Amaral, Ademir

    Abstract in Portuguese:

    A dosimetria biológica (biodosimetria) é baseada na investigação de efeitos biológicos induzidos (bioindicadores) objetivando relacioná-los com dose absorvida pela exposição à radiação ionizante. Entre os indicadores empregados na biodosimetria, a quantificação de aberrações cromossômicas é o método mais confiável na avaliação de uma exposição à radiação ionizante. A técnica, aplicada para análises de linfócitos do sangue periférico, tem sido empregada em procedimentos de rotina para avaliação de dose em caso de acidentes ou de suspeita de exposição. Considerando a radiosensibilidade de linfócitos como sendo a mesma tanto in vivo quanto in vitro, a relação dose-efeito obtida após uma irradiação in vitro do sangue tem sido amplamente utilizada, com valor médico-legal, para avaliação de exposições de indivíduos à radiação. Neste contexto, este trabalho apresenta uma breve revisão das potencialidades, limitações e perspectivas da biodosimetria.

    Abstract in English:

    Biological dosimetry (biodosimetry) is based on investigations of induced biological effects (biomarkers) in order to correlate them with radiation dose. Among the indicators employed in biodosimetry, scoring of chromosome aberrations is the most reliable method to quantify individual exposure to ionizing radiation. The technique, applied to circulating lymphocytes, has been developed into a routine procedure to evaluate the dose in the case of real or suspected accidental exposure. Considering the radiosensitivity of lymphocytes in vitro and in vivo as being the same, the dose effect relationship obtained after in vitro irradiation of blood has been widely used, with medico-legal value, for evaluating individual radiation exposure. This report presents an overview of strengths, limitations and perspectives on biodosimetry.
  • Two decades of radiological accidents direct causes, roots causes and consequences Radiobiology And Radioprotection

    Rozental, Jose de Julio

    Abstract in Portuguese:

    Materiais radioativos encontram-se em todos os paises para as mais diferentes atividades nos campos da industria, medicina, agricultura, veterinária e pesquisa. São transportados milhares de fontes, via área, superfície ou marítima. Assim, pode-se prever situações de emergência nos casos em que acidentes possam ocorrer. Por outro lado, ainda e incipiente o controle de fontes em mais da metade dos paises membros da AIEA, conforme se comprova no mais recente press release dessa Organização Internacional "Vienna, 24 June 2002 - "Mais de 100 paises possuem inadequado controle de programa de monitoração necessário para prevenir ou mesmo detectar roubos desses materiais", conforme o IAEA SITE: <A HREF="http://www.iaea.org/worldatom/Press/P_release/2002/prn0209.shtml">http://www.iaea.org/worldatom/Press/P_release/2002/prn0209.shtml</A> O presente trabalho procura mostrar os acidentes com fatalidades e super-exposição nas duas ultimas décadas, bem como suas conseqüências e razões. É um alerta para as Autoridades Competentes que devem procurar atualizar com legislação adequada, recursos básicos materiais e humanos e um sistema de sanção, para casos que investigações assim conclua.

    Abstract in English:

    Practically all Countries utilize radioisotopes in medicine, industry, agriculture and research. The extent to which ionizing radiation practices are employed varies considerably, depending largely upon social and economic conditions and the level of technical skills available in the country. An overview of the majority of practices and the associated hazards will be found in the <A HREF="#tabela4">Table IV</A> to <A HREF="#tabela7">VII</A> of this document. The practices in normal and abnormal operating conditions should follow the basic principles of radiation protection and the Safety of Radiation Sources, considering the IAEA Radiation Protection and the Safety of Radiation Sources, Safety Series 120 and the IAEA Recommendation of the Basic Safety Standards for Radiation Protection, Safety Series Nº 115. The Standards themselves underline the necessity to be able to predict the radiological consequences of emergency conditions and the investigations that should need to be done. This paper describes the major accidents that had happened in the last two decades, provides a methodology for analyses and gives a collection of lessons learned. This will help the Regulatory Authority to review the reasons of vulnerabilities, and to start a Radiation safety and Security Programme to introduce measurescapable to avoid the recurrence of similar events. Although a number of accidents with fatalities have caught the attention of the public in recent year, a safety record has accompanied the widespread use of radiation sources. However, the fact that accidents are uncommon should not give grounds for complacency. No radiological accident is acceptable. From a radiation safety and security of the sources standpoint, accident investigation is necessary to determine what happened, why, when, where and how it occurred and who was (were) involved and responsible. The investigation conclusion is an important process toward alertness and feedback to avoid careless attitudes by improving the comprehension of Safety Performance and Safety Culture. Accident investigation is the first step toward avoiding future injures and financial losses, by prevention of recur recurrence. On the other hand, accident investigation is also essential for the establishment of the responsibilities and liability for the consequences. This document discuss the main accidents that have happened in the last two decades, in terms of causes, consequences, similarities and lessons learned when sealed sources have been damaged, lost, stolen and abandoned. In considerable majority death and serious injuries were resulted from failures in the safety system for radiation sources and for the security of radioactive materials.
  • Technetium-99m nitrido radiopharmaceuticals with unprecedented biological properties Radiopharmaceutical Research: Current Areas

    Duatti, Adriano; Boschi, Alessandra; Uccelli, Licia

    Abstract in Portuguese:

    Os métodos químicos para produção de radiofármacos marcados com tecnécio-99m contendo a ligação tripla terminal Tc<FONT FACE=Symbol>º</FONT>N foram estabelecidos há mais de uma década. Desde esta época, a química dos complexos nitridos marcados com 99mTc tem sido uma ferramenta altamente eficiente para o desenho e preparo de novas classes de agentes para diagnóstico e, foi descoberto um número de radiofarmacos potencialmente úteis. Nesta pequena revisão, as propriedades biológicas e químicas do traçador para perfusão miocárdica neutra, o bis(N-etoxi, N-etil-ditiocarbamato) nitrido 99mTc (TcN-NOEt), serão resumidas junto com o preparo e avaliação biológica preliminar da primeira classe de radiofármacos nitrido monocatiônico marcado com tecnécio-99m que exibe melhores propriedades em relação à biodistribuição, mais próximas daquelas esperadas para um agente perfusor ideal para imagens.

    Abstract in English:

    The chemical methods for the production of technetium-99m radiopharmaceuticals containing a terminal Tc<FONT FACE=Symbol>º</FONT>N triple bond have been established more than a decade ago. From that time, the chemistry of nitrido Tc-99m complexes has provided a highly efficient tool for the design and preparation of novel classes of diagnostic agents, and a number of potentially useful radiopharmaceuticals have been discovered. In particular, nitrido technetium-99m tracers have been developed for heart perfusion imaging. In this short review, the chemical and biological properties of the neutral myocardial perfusion tracer bis(N-ethoxy, N-ethyl-dithiocarbamato) nitrido Tc-99m (TcN-NOEt) will be summarized along with the preparation and preliminary biological evaluation of the first class of monocationic nitrido technetium-99m radiopharmaceuticals exhibiting improved biodistribution properties closer to those expected for an ideal perfusion imaging agent.
  • Drug interaction with radiopharmaceuticals: effect on the labeling of red blood cells with technetium-99m and on the bioavailability of radiopharmaceuticals Radiopharmaceutical Research: Current Areas

    Gomes, Maria Luisa; Oliveira, Marcia B. Nunes de; Bernardo-Filho, Mario

    Abstract in Portuguese:

    A evidência de que drogas naturais ou sintéticas podem afetar a radiomarcação ou a biodisponibilidade de radiofármacos nos procedimentos de medicina nuclear já é bem conhecida. Entretanto, essa interação de droga com radiofármacos (IDR) não está completamente compreendida. Vários autores têm descrito o efeito de drogas na marcação de elementos sanguíneos com tecnécio-99m (99mTc)e na biodistribuição de radiofármacos. Quando a IDR é conhecida, se desejada ou indesejada, a conseqüência natural é um diagnóstico correto. Quando a IDR é desconhecida, ela é indesejada e as conseqüências são a possibilidade de diagnóstico impreciso e/ou a repetição do exame com um aumento de dose de radiação para o paciente. As possíveis explicações para o aparecimento da IDR são (a) modificação do radiofármaco, (b) alteração da eficiência de marcação do radiofármaco, (c) modificação do alvo, (d) modificação do não alvo e/ou (e) alteração da ligação do radiofármaco aos elementos sanguíneos. O efeito de drogas na marcação de elementos sanguíneos com 99mTc poderia ser explicado por (i) uma direta inibição (ação quelante) dos íons estanoso e pertecnetato, (ii) danos na membrana eritrocitária, (iii) competição dos referidos íons pelos mesmos sítios de ligação, (iv) possível geração de espécies reativas de oxigênio e/ou direta oxidação do íon estanoso. Em conclusão, o desenvolvimento de modelos biológicos para o estudo da IDR é altamente relevante.

    Abstract in English:

    The evidence that natural and synthetic drugs can affect radiolabeling or bioavailability of radiopharmaceuticals in setting of nuclear medicine clinic is already known. However, this drug interaction with radiopharmaceuticals (DIR) is not completely understood. Several authors have described the effect of drugs on the labeling of blood elements with technetium-99m (99mTc) and on the biodistribution of radiopharmaceuticals. When the DIR is known, if desirable or undesirable, the natural consequence is a correct diagnosis. However, when it is unknown, it is undesirable and the consequences are the possibility of misdiagnosis and/or the repetition of the examination with an increase of radiation dose to the patient. The possible explanation to the appearance of DIR are (a) radiopharmaceutical modification, (b) alteration of the labeling efficiency of the radiopharmaceutical, (c) modification of the target, (d) modification of no target and/or the (e) alteration of the binding of the radiopharmaceutical on the blood proteins. The effect of drugs on the labeling of blood elements with 99mTc might be explained by (i) a direct inhibition (chelating action) of the stannous and pertechnetate ions, (ii) damage induced in the plasma membrane, (iii) competition of the cited ions for the same binding sites, (iv) possible generation of reactive oxygen species that could oxidize the stannous ion and/or (v) direct oxidation of the stannous ion. In conclusion, the development of biological models to study the DIR is highly relevant.
  • Importance of the nutritional status for the interpretation of nuclear medicine examinations Radiopharmaceutical Research: Current Areas

    Moura, Egberto Gaspar de; Passos, Magna Cottini Fonseca

    Abstract in Portuguese:

    A desnutrição é muito prevalente em países do Terceiro Mundo, mas ainda o é em países em desenvolvimento e em certas comunidades de países desenvolvidos. Diversos exames laboratoriais são afetados pela desnutrição. Recentemente, demonstrou-se que a desnutrição no período gestacional ou neonatal contribui para o surgimento de doenças crônicas na idade adulta. Este fenômeno foi denominado de programação ou impressão metabólica. Considera-se, de forma similar, que os exames de Medicina Nuclear poderiam ser afetados pela desnutrição ou programação. Neste artigo revisamos a literatura a este respeito, incluindo nossos próprios dados que mostram modificações na biodistribuição de um radiofarmaco em diferentes modelos animais de desnutrição em adultos ou causada por programação.

    Abstract in English:

    Malnutrition is very prevalent in the Third World, but still in developing Countries and is found in certain communities in developed Countries. Several laboratories examinations are affected by malnutrition. Recently, gestational or neonatal malnutrition were considered to contribute to the development of chronic diseases in adulthood, this phenomena was named programming or metabolic imprinting. Similar consideration were suggested for Nuclear Medicine examinations. Here we review the literature about this aspect and present our own data showing changes in biodistribution of a radiopharmaceutical compound in different animal models of adult malnutrition or caused by maternal malnutrition programming.
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