Download Diapositiva 1

“Animal de experimentación como reactivo
biológico en investigación, diagnóstico y
control de Fármacos” URBE
Significado Biomédico de la Imagenología
en animales de laboratorio
Marcelo Fernández Lomónaco
 Imagenología El concepto se utiliza para nombrar al conjunto de las
técnicas y de los procedimientos que permiten obtener imágenes del
cuerpo humano y animales con fines clínicos o científicos.
 La imagenología o imagen médica, por lo tanto, se utiliza para
revelar, diagnosticar y examinar enfermedades o para estudiar la
anatomía y las funciones del cuerpo. La radiología, la termografía
médica, la endoscopia, la microscopía y la fotografía médica forman
parte de estas técnicas. Otros procedimientos que permiten obtener
datos que pueden representarse como mapas o esquemas (como la
electroencefalografía) también pueden incluirse dentro de la
imagenología.
 La gran ventaja de la imagenología es que permite obtener imágenes
internas del cuerpo sin necesidad de abrirlo. La tomografía, por
ejemplo, es un método de imagen de un solo plano que se lleva a cabo
mediante el movimiento de un tubo de rayos X sobre el paciente.
Marcelo Fernández Lomónaco
La imagen de resonancia magnética, por su parte, apela al uso de
imanes para polarizar los núcleos de hidrógeno en las moléculas de
agua de los tejidos. Esa excitación que generan los imanes en los
núcleos de hidrógeno puede captarse y codificarse de manera espacial
para generar imágenes del cuerpo.
La fluoroscopía es una técnica de la imagenología que genera
imágenes en tiempo real a partir de una entrada constante de rayos X.
Gracias a medios de contraste (como el yodo), es posible visualizar
cómo trabajan los órganos internos.
La radiografía de proyección, la medicina nuclear y el
ultrasonido son otras técnicas de la imagenología.
Marcelo Fernández Lomónaco
Significado Biomédico de la Imagenología en
animales de laboratorio

El uso médico de fuentes abiertas de material radiactivo, generalmente
conocido como medicina nuclear, consiste en la administración de
radiofármacos al paciente para realizar mediciones fisiológicas, obtener
imágenes de órganos, glándulas y sistemas, o para llevar acabo ciertos
tratamientos. Para practicar un examen diagnóstico con radioisótopos
hace falta disponer de moléculas marcadas que tengan una afinidad
específica con el órgano que se debe estudiar. Las drogas y compuestos
marcados con radionucleidos específicos se depositan en el organismo en
forma predecible, tanto en su localización como en la cantidad. Debido a
que los procesos de eliminación son relativamente lentos, se deben
emplear isótopos en los que la actividad decaiga rápidamente, es decir de
corto período de semidesintegración. Las ventajas de emplear esta técnica
consisten en que se puede estudiar el comportamiento fisiológico en forma
simple, no invasiva, y con bajo riesgo para el paciente
Marcelo Fernández Lomónaco
.
La imagenología molecular comprende la
visualización, caracterización y medida de
procesos biológicos a nivel molecular y celular
en seres humanos u otros seres vivientes. Para
ello genera imágenes 2 ó 3 D teniendo la
posibilidad de cuantificar las variaciones que
ocurren en el tiempo. Las técnicas usadas
incluyen imágenes obtenidas mediante el empleo
de radiotrazadores, de resonancia magnética, de
espectroscopia de resonancia magnética nuclear,
de imágenes ópticas, de ultrasonido y otras
Marcelo Fernández Lomónaco
¿Qué es PET/CT?
Es un estudio que combina Tomografía Computada (CT) con
Tomografía por Emisión de Positrones (PET) en una misma imagen.
En condiciones habituales, para poder hacer estos dos estudios se
requieren dos cámaras separadas y se toman en dos tiempos distintos.
Con la fusión de imágenes que permite la cámara PET/CT se realizan
ambos estudios al mismo tiempo. Gracias a ello, es posible obtener
imágenes muy claras que combinan las imágenes anatómicas que
muestra el CT con las de función celular (o metabolismo) que
proporciona el PET. Esta fusión de las dos técnicas hace que el estudio
sea mucho más confiable, diagnóstico y fácil de interpretar que si se
realizaran ambos estudios por separado.
Usos Comunes
Al ser un método diagnóstico eficaz, seguro, sencillo y no-invasivo, el
PET/CT se puede utilizar para estudios oncológicos (tumores),
neurológicos, psiquiátricos, infecciosos, autoinmunes, cardiológicos o
angiográficos (de vasos sanguíneos) tanto en pacientes adultos, como
en pacientes pediátricos.
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Dedicated PET System 120
Gantry-LG CT Camera
Variable Focus x-ray Source
Isofluorane Rodent Anesthesia System
Physiological Monitoring and Heating with
Laptop
3D Visualisation and Analysis
Pharmacokinetic Modelling
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
System: small animal SPECT/CT
Manufacturer: MILabs
Specs: up to 0.35 mm spatial and sub-minute temporal
resolution / gated and listmode acquisitions of organs or
whole body / high sensitivity: 75 pinholes / collimators:
mouse (0.35 and 0.6mm) rat (1mm) dedicated rat brain
collimator (0.6mm)
System: small animal PET/SPECT/CT
Manufacturer: Gamma Medica (distributed by GE)
Specs: can combine up to three different imaging modalities (PET,
SPECT, CT) in a single platform:
SPECT: 4 CZT cameras /12.7x12.7 cm² FOV / variable ROR / static
and dynamic acquisitions / single and multi-pinhole collimators
CT: variable focal spot size: 20-150 µm / continuous & spiral
acquisitions / 2-5 min scan time
PET: 1.3 mm spatial resolution / LYSO and LGSO crystals / APD
readout / 7.5 cm axial FOV / gated, static and dynamic acquistions
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Harry S. Truman Veterans Hospital
The combined Micro-SPECT/CT
instrument from Siemens Preclinical
Solutions is the first instrument of this
design (originally produced by Imtek Inc.
of Knoxville, TN). The SPECT component
of this instrument is equipped with dual
pixellated sodium iodide detectors for
acquiring high resolution single photon
emission computed tomography (SPECT)
data. Each detector head is comprised of
4,624 NaI crystals (2.0 x 2.0 x 10mm)
arranged in a 68 x 68 crystal array
coupled to 9 Hamamatsu position
sensitive photomultiplier tubes. The
system is equipped with 0.5mm, 1.0mm,
2.0mm, and 3.0mm pinhole collimators.
The SPECT volumetric data is
reconstructed with a 3D OSEM and
filtered back projection algorithms.
Marcelo Fernández Lomónaco
Micropet
¿Qué es?
El MicroPET, como su nombre lo sugiere, es un Tomógrafo por Emisión de Positrones en
miniatura. Funciona exactamente de la misma manera que un PET convencional, pero
mientras que una tomógrafo convencional ocupa un cuarto entero por sus grandes
dimensiones, el MicroPET ocupa una cuarta parte de ese espacio. Debido a esto, el
MicroPET no se puede utilizar con pacientes humanos. Sin embargo, su utilidad es muy
alta para el ámbito de la investigación con animales (principalmente roedores).
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Unidad PET/CT Ciclotrón
En comparación con los rayos X, ultrasonido y resonancia magnética, con los que se ve la
anatomía o la estructura, la PET muestra información fisiológica o bioquímica de los
procesos bajo estudio, lo que permite la detección temprana de procesos patológicos,
inclusive antes de que se presenten los primeros síntomas de la enfermedad o de que
aparezcan alteraciones anatómicas, ya que se puede medir el flujo sanguíneo, el
metabolismo del oxígeno, la síntesis de proteínas, la actividad enzimática, el
metabolismo de glucosa y la densidad de receptores, además permite caracterizar
enfermedades a nivel molecular.
Beneficios Clínicos PET/CT
Menor tiempo de adquisición del estudio (18 min PET y 1 min CT).
Aumenta la especificidad del PET.
Corrección de Atenuación basada en CT, corrige la dispersión fotónica y el efecto parcial
de volumen.
Correlación con Atlas Morfológicos y referencia anatómica para la planeación de la
terapia (cirugía).
Detección de metástasis antes que se produzcan alteraciones anatómicas de tamaño
evidente.
Definición del estado regional de lesiones extensas (necrosis vs. tumor viable para sitio
de biopsia).
Localización de anormalidades funcionales en áreas de anatomía compleja (tumores de
Marcelo
Fernández
Lomónaco
cabeza y cuello) y en pacientes con
anatomía
alterada
(cirugía previa).
Planeacion de la Radioterapia
Los equipos PET-CT tienen un impacto importante en la planificación del calculo de las
dosis estimadas de radiación especificando el volumen del tumor a tratar.
El PET permite delimitar dentro de la imagen anatómica del tumor las zonas de mayor
actividad maligna y su grado de actividad.
Evita daño a tejidos vecinos sanos
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Usos comunes:
Actualmente la investigación con MicroPET está dirigida al estudio de enfermedades
cardiológicas, neurológicas, oncológicas, psiquiátricas, inflamatorias e infecciosas.
También se utiliza en el desarrollo de nuevos y mejores medicamentos para el
tratamiento de estas mismas enfermedades. Al marcar estos nuevos medicamentos con
radioisótopos, es posible monitorizar su efecto en el cuerpo de los pacientes. Otras
líneas de investigación están dedicadas a la producción de nuevos radiofármacos que
pudieran ser de utilidad para estudios diagnósticos con PET o PET/CT en humanos.
En este equipo se realizan los estudios preclínicos de los radiofármacos producidos en la
Unidad, así como estudios de investigación básica.
Ventajas de la imagenología molecular
Mediante imagenología molecular es posible determinar la distribución espacial y
temporal de pruebas moleculares, así como los procesos biológicos asociados; de una
forma significativa a través de un individuo vivo. La visualización de funciones e
interacciones de un gen en particular resulta más sencilla al contar con una evaluación
realista que respeta la dinámica de las complejas redes biológicas presentes en órganos
y sistemas completos en un animal vivo intacto
Marcelo Fernández Lomónaco
Dentro de la ciencia farmacológica la aplicación de pruebas de imagenología molecular en
animales vivos intactos permite avanzar en el entendimiento de los fenómenos biológicos
relacionados a la molécula estudiada y su interacción con el organismo. La utilización de
animales transgénicos resulta muy útil para el desarrollo de nuevos fármacos ya que
permite la validación de la proteína blanco y la evaluación de los compuestos bajo
prueba, además de determinar la relación del blanco con efectos toxicológicos, evaluar la
eficacia de los componentes y así asegurar que el comportamiento de los compuestos será
el esperado en el hombre. La aproximación mediante imágenes moleculares dentro del
proceso de desarrollo de nuevos fármacos ofrece la importante ventaja de estudiar un
fármaco potencial marcado mediante un modelo animal, usualmente antes de que los
cambios fenotípicos sean evidentes y sea trasladado rápidamente a estudios en humanos.
Es probable que los ensayos preclínicos se puedan acelerar para eliminar fármacos con
biodistribución y/o farmacocinética desfavorables antes de la realización de estudios en
humanos.
Una ventaja sobre la experimentación in vitro y en cultivos celulares se puede lograr
mediante la realización de estudios repetidos en el mismo animal, usando ensayos de
imágenes biológicas en distintos tiempos. Esto revela un cuadro dinámico y más
significativo de los cambios progresivos en parámetros biológicos bajo estudio, así mismo
es posible la valoración temporal de las respuestas terapéuticas; todo en el mismo animal
y sin la necesidad de sacrificarlo.
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Otro beneficio de los estudios de imagenología molecular es su naturaleza cuantitativa.
Las imágenes adquiridas regularmente no son sólo subjetivas o cualitativas, como es el
caso de las imágenes obtenidas mediante modalidades médicas convencionales, en
cambio, proveen mediciones numéricas de fenómenos biológicos.
Recientemente los descubrimientos científicos en materia biológica se han encaminado
hacia la transición de modelos in vitro a modelos in vivo. Hoy, los esfuerzos se dirigen a
desarrollar tecnologías de imagen no invasivas y con alta resolución específicas para
animales pequeños. El objetivo principal de la imagenología molecular en roedores es
obtener una señal lo más intensa posible, factible de ser localizada de la manera más
exacta mediante el marcaje de blancos específicos y con la menor cantidad de
radiotrazador posible. Así mismo desarrollar un dispositivo capaz de producir imágenes
tridimensionales de información anatómica y funcional fusionada con una alta
resolución temporal.
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
En la especialidad de Medicina Nuclear se utilizan cantidades muy pequeñas de
sustancias radioactivas, o radiofármacos, para examinar la función y estructura de
los diferentes sistemas del cuerpo. Así se puede ayudar a diagnosticar y tratar
anomalías muy temprano en la progresión de una enfermedad.
En Medicina Nuclear se tiene la capacidad y posibilidad de estudiar la función de
los órganos a diferencia de la Radiología convencional, que estudia la estructura.
En muchas enfermedades, especialmente en los tumores y procesos infecciosos,
los cambios funcionales aparecen mucho antes de que puedan ser identificados por
cambios estructurales.
Sistemas híbridos
Entre los avances tecnológicos más impresionantes en
medicina en los últimos años están los denominados equipos
“híbridos” para la adquisición de imágenes para el uso clínico.
Estos tienen como característica esencial, incorporar en una
sola máquina, instrumentos que hasta ahora han funcionado en
forma separada
Marcelo Fernández Lomónaco
PET-CT
El PET-CT une un tomógrafo de emisión de positrones (PET), del campo de Medicina
Nuclear, con un tomógrafo computarizado (CT), de Radiología y fue el primer equipo
híbrido utilizado en el manejo de pacientes. El PET-CT ayuda a diagnosticar de forma
precisa diversos procesos patológicos, sobre todo en los campos de Oncología, Cardiología
y Neurología. Según la literatura médica, el PET-CT es la base del cuidado diagnóstico de
muchos pacientes oncológicos, debido a que tiene la capacidad de impactar
sustancialmente en el diagnóstico y estrategias de tratamiento. Se estima que el PET-CT
puede cambiar el manejo clínico hasta en un 45 % de los pacientes.
SPECT-CT
El segundo equipo híbrido disponible para uso clínico en Medicina Nuclear es el SPECT-CT,
que es la unión de una gamma cámara SPECT (Single Photon Emission Computed
Tomography) con un CT. El paciente es estudiado en un solo equipo simultáneamente para
obtener información sobre función y anatomía. El objetivo esencial de combinar estas
tecnologías es facilitar la localización de áreas que demuestren función alterada y llegar así
a un diagnóstico más preciso para mejorar el manejo clínico de los pacientes. Esta
tecnología se utiliza en los estudios convencionales de Medicina Nuclear como la
scintigrafía de hueso (bone scan), corazón (myocardial perfusion scan), galio (gallium scan),
paratiroides (parathyroid scan), tumores neuroendocrinos (octreoscan) y rastreo con yodo
radiactivo (whole body iodine scan), entre otros.
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Aplicaciones
La Unidad utiliza una tecnología de punta, para el diagnóstico por imágen, que requiere de
la administración al paciente de moléculas marcadas con emisores de positrones de vida
media corta, la más usada es la FDG (glucosa marcada con flúor-18).
Tiene aplicaciones en los campos de: cardiología, neurología, psiquiatría y oncología, en
enfermedades del corazón.
El proceso para obtener una imagen PET es el siguiente:
1) Se produce un elemento radiactivo emisor de positrones en un ciclotrón
2) El elemento radiactivo se une a un compuesto químico para producir un radiofármaco
3) Se administra una dosis apropiada de éste al paciente por vía intravenosa
4) Una vez que el radiofármaco se concentra en la región de estudio, se hace la adquisición
de datos en un escáner PET
5) Se aplican algoritmos matemáticos a los datos adquiridos para reconstruir las imágenes
tomográficas
6) Se interpretan los resultados que fueron procesados.
Las imágenes aportan una información clínica de tipo metabólico, funcional o bioquímico,
muy útil en el diagnóstico y evaluación de diversas patologías.
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Autorradiografía:
Imagen obtenida sobre una placa fotográfica por la aplicación de un corte
de tejido que contiene un cuerpo radiactivo: éste, por su radiación impresiona
la placa y revela así su distribución en el tejido.
1º.-Inyección del producto radiactivo.
2º.-Cuando haya transcurrido el tiempo aproximado de asimilación del producto, el
animal se anestesia y perfunde con fijador, sólo cuando el producto con el isotopo no
se soluble. Si el producto es soluble se sacrifica el animal, rápidamente se extrae el
órgano y se congela.
3º.-Incluir y cortar en parafina, resina epoxi, o cortar por congelación.
4º.-Colocar, en cuarto oscuro, sobre el portaobjetos con el corte, la película de
fotografía, cuidando que la cara con la emulsión fotográfica quede en contacto con el
corte.
5.- Guardar en una caja oscura y colocar en frigorífico durante 7 días, para empezar, al
término de los cuales:
6º.- Se saca, en cuarto oscuro, y se revela la película fotográfica como se hace
habitualmente con los negativos en blanco y negro. Si la impresión ha sido buena, se
procede a la coloración del corte, y si no ha sido buena, p.e. ha sido muy débil, se
coloca otra vez con otra película fotográfica sobre los portas y se deja impresionando
en el frigorífico mas tiempo. Repitiendo la operación de nuevo
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Definición de radiofármaco
Sustancia Química que contiene átomos
radiactivos en su composición y que por su
forma farmacéutica, cantidad y calidad de la
radiación emitida es adecuada para su
administración en seres vivos con fines
diagnósticos o terapéuticos
Radiofármaco # Trazador# Agente de
radiodiagnóstico
Marcelo Fernández Lomónaco
Aplicaciones de los RF en
Medicina Nuclear
 Métodos de análisis de muestras (dosis
determinación de concentración)
Relación órgano blanco – órgano no
blanco
 Métodos de obtención de imágenes
 Procedimientos terapéuticos (efectos de
las radiaciones ionizantes)
Marcelo Fernández Lomónaco
Clasificación según su vía de
administración
 Vía oral
 Vía inhalatoria
 Vía parenteral
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Controles de calidad de los
radiofármacos
 Controles físicos y fisicoquímicos
 Controles químicos
 Controles biológicos: esterilidad,
apirogenicidad, biodistribuciones
 Otros estudios: atoxicidad, estabilidad,
ensayos clínicos.
Marcelo Fernández Lomónaco
Biodistribuciones
% dosis / g en órgano blanco
% dosis / g en órgano no blanco
Cpm / mg en órgano no blanco
Cpm / mg en órgano blanco
Marcelo Fernández Lomónaco
Clasificación de los radiofármacos






Para estudios renales
Para estudios hepatobiliares
Para estudios oncológicos
Para centellografía osea
Para estudios de perfusión cardíaca
Para estudios de perfusión cerebral
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Diagram of a transverse sectional view of
mouse tail,lateral veins (LV), and ventral
artery (VA).
Diagram of a transverse sectional view of a
rat tail showing the dorsal vein (DV), lateral
veins and ventral artery. lateral veins (LV),
and ventral artery (VA).
Marcelo Fernández Lomónaco
TUMOR
TUMOR
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Planilla
de
biodistribución
Marcelo Fernández Lomónaco
Marcelo Fernández Lomónaco
Muchas Gracias
Gracias
Marcelo Fernández Lomónaco