Modelo de evaluación de metabolismo y perfusión en el miocardio de rata mediante 18F-FDG, 1-11C-acetato, 13N-amoniaco y micro-tomografía por emisión de positrones (micro PET) / Cardiac metabolism and perfusion evaluation in a rat model using 18F-FDG,1- 11C-acetate, 13NH3 and micro-positron emission tomography (microPET)

RESUMEN

Objetivos: Estandarizar un protocolo de adquisición para el estudio del metabolismo glucolítico, oxidativo y de perfusión miocárdicos en un modelo de rata. Métodos: Se realizaron estudios con los tres principales radiotrazadores usados para evaluar la función cardiaca: 18F-FDG para evaluar el metabolismo glucolítico en tres protocolos distintos; 1-11C-acetato para el metabolismo oxidativo y 13NH3 para la perfusión cardiaca. (18F-FDG)- cinco ratas Wistar macho en tres diferentes protocolos: con acceso a libre demanda de comida y agua; con ayuno de ocho horas y con ayuno de ocho horas más carga oral de glucosa al 50%. Se adquirieron imágenes del área torácica durante 30 minutos mediante microPET; 30 y 60 minutos post-administración de 370 - 555 MBq de 18F-FDG vía IP. (1-11C-acetato)- Se estudiaron ocho ratas. Cuatro estudios estáticos de 30 minutos y cuatro adquisiciones dinámicas de 30 minutos tras administración de 370 - 555 MBq de1-11C-acetato por vena caudal.(13NH3)- 10 estudios estáticos de 15 minutos después de una dosis IV de 370 - 555 MBq de 13NH3, bajo anestesia inhalada con isofluorano a 1.5% a 2%. Se realizó análisis comparativo y cualitativo de todas las imágenes obtenidas por dos médicos especialistas en el área y un análisis semi-cuantitativo mediante reconstrucciones 3D y selección de ROIs con el programa AMIDE en el caso de 18F-FDG. Resultados: Se determinó que las mejores imágenes para fines de evaluación metabólica del miocardio fueron las correspondientes a los 60 minutos post-administración de la 18F-FDG del protocolo sin ayuno. Se visualizó sin problemas el miocardio de rata de las imágenes estáticas con 1-11C-acetato, y mediante adquisición dinámica, se pudo apreciar la perfusión miocárdica. Las imágenes con 13NH3 permitieron observar una distribución homogénea del radiotrazador en los diferentes segmentos del ventrículo izquierdo en el eje corto, eje largo vertical y eje largo horizontal. Conclusiones: Se logró la estandarización de protocolos de adquisición de imágenes de los tres principales radiotrazadores utilizados para el estudio del metabolismo y perfusión cardiacos, en un modelo animal. Es factible establecer un protocolo válido para la valoración de perfusión, metabolismo glucolítico y oxidativo miocárdicos, con el fin de utilizarlo como punto de referencia para la evaluación de terapias génica, farmacológica o quirúrgica a nivel experimental.

ABSTRACT

Objective: To standardize an acquisition protocol for the study of myocardial glucolitic and oxidative metabolism and perfusion in a rat model. Methods: Studies were carried out with the three main radiopharmaceuticals used to assess heart function:[18F]-FDG for glucolitic metabolism; [1-11C]-acetate for oxidative metabolism and [13N]-NH3for myocardial perfusion.[18F]-FDG -Five Wistar adult male rats were studied in three different protocols: non-fasting group, fasting group,8 h before the study with water provided ad libitum, and a fasting group by the same time receiving an oral 50%-glucose solution. Thirty-minute scans were performed with a microPET Focus 120, 30 and 60 min after the administration of 370-555 MBq 18F-FDG. [1-11C]-Acetate -Eight rats were studied. Four static and four dynamic 30 min acquisitions after a 370-555 MBq of [1-11C]-acetate caudal vein administration.[13N]-NH3-Ten static studies were acquired 15 min post-administration of 370555 MBqof13NH3, under 1.5-2% isofluorane anesthesia. Comparative and visual analyses were performed by two experts in the field. A semi-quantitative analysis was performed using 3D reconstructions and ROI selections with AMIDE software. Results: The best images were those obtained from the non-fasting group, especially those taken at 60 min after the [18F]-FDG administration. High quality myocardial, static images were obtained with [1-11C]-acetate, and the dynamic acquisitions allowed the identification of myocardial perfusion. The 13NH3images showed a homogeneous distribution of the radiotracer in different segments of the short, long and horizontal axes in the left ventricle. Conclusions: It is possible to standardize the microPET acquisition protocols for the three main radiopharmaceuticals to evaluate the heart function in a rat model. It is feasible to establish a valid protocol for measuring glucolitic and oxidative myocardial metabolism and perfusion for gene, drug or surgical therapy assessment.