Molecular biology of lung cancers and nuclear imaging techniquesMustafa ÜNLÜ1, Ümit Özgür AKDEMİR1Gazi Üniversitesi Tıp Fakültesi Nükleer Tıp Anabilim Dalı, Ankara
Recent data on molecular biology of lung cancer promoted the development of more efficient diagnostic tools and new therapeutic options. Nuclear medicine imaging provides in vivo examination of biochemical processes in tissues by using radionuclide labelled compounds. This article aims to assess the scintigraphic imaging and radionuclide therapy applications of the data on molecular biology of lung cancer. Genetic structures and related biochemical compounds can be imaged with small concentrations of these radiolabelled compounds. The same compounds can also be used as therapeutic agents when labelled with high energy nucleotids. TI-201 and Tc-99m MIBI SPECT provide differentiation of benign and malign pulmonary nodules or masses, information on the degree of malignancy of a tumor, differentiation of fibrosis and recurrent or residual tumor following therapy. In addition to these FDG PET is used to detect metastases in the whole body and for follow-up. Various radiolabelled antibodies and peptides are used as scintigraphic imaging and targeted radiotherapy agents. Of these agents In-111 –octreotide, In-111-lantreotide, Tc-99m depreotide are used in differentiating benign-malign pulmonary nodules and evaluating the whole body for metastasis. When labelled with a high energy radionuclid Y-90, these agents can be used in the treatment of advanced lung cancer. Radiolabelled methionine as an amino acid, acetate as a lipid precursor and thymidine as a nucleoside can be used as PET agents to evaluate cellular proliferation rate and tumor response to therapy. During angiogenesis inhibition therapy, the specific targets in the tumor tissue and their blockage with the therapy can be visualized. With Tc-99m annexin V imaging posttreatment apoptotic process and early response to therapy can be evaluated. Scintigraphic methods also assess tissue hypoxia that is partially responsible for chemo-radiotherapy resistance and the efficacy of interventions to increase tissue oxygenation. Moreover gene therapy applications involving in vivo imaging of exogenous therapeutic genes expression in cancer tissue can be shown scintigraphically using ‘reporter’ gene structures like herpes simplex virus thymidine kinase gene, D2 and SSTR2 receptor coding genes. Keywords: Lung cancer, molecular imaging, PET, scintigraphy, SPECT
Akciğer kanserlerinin moleküler biyolojisi ve nükleer tıp görüntüleme yöntemleriMustafa ÜNLÜ1, Ümit Özgür AKDEMİR1Gazi Üniversitesi Tıp Fakültesi Nükleer Tıp Anabilim Dalı, Ankara
Akciğer kanserinin moleküler biyolojisine ilişkin elde edilen bilgiler, daha etkin moleküler tanı araçlarının ve yeni tedavi olanaklarının ortaya çıkmasını sağlamıştır. Nükleer tıp görüntüleme yöntemleri ise radyonüklidlerle işaretlenmiş bileşiklerin kullanılması ile in vivo olarak dokuların biyokimyasal özelliklerinin incelenmesini sağlar. Bu yazıda akciğer kanserinin moleküler biyolojisine ilişkin elde edilen bilgilerin sintigrafik görüntüleme ve radyonüklid tedavi uygulamaları irdelenmiştir. Kanserli hücreleri belirleyen genetik yapılar ve bu genetik yapılarla ilişkili biyokimyasal süreçler, radyoaktif işaretli bu bileşiklerin düşük konsantrasyonlarda kullanımı ile görüntülenebilir. Ayrıca yüksek enerjili radyonüklidlerle işaretlenerek bu bileşikler tedavi amacıyla da kullanılabilmektedir. Tl-201 ve Tc-99m MİBİ kullanılarak gerçekleştirilen SPECT akciğer nodüllerinin ve kitlelerinin benign-malign ayrımının gerçekleştirilmesinde, bir tümörün malignite derecesinin belirlenmesinde, tedavi sonrasında doku nekrozu ve fibrozis ile rezidüel tümörün veya lokal rekürensin ayrımında; FDG PET ise bu endikasyonlara ek olarak metastaz yönünden tüm vücudun değerlendirilmesinde ve tedavi sonrası izlemde kullanılmaktadır. Çeşitli antikorlar ve peptidler radyonüklidlerle işaretlenerek sintigrafik görüntüleme ve yönlendirilmiş radyoterapi ajanları olarak kullanılmaktadır. Bu peptidlerden In-111-octreotide, In-111 lantreotide, Tc-99m depreotide, akciğer nodüllerinin benign-malign ayrımını gerçekleştirilmesinde ve metastaz yönünden tüm vücudun değerlendirilmesinde kullanılmalarının dışında, yüksek enerjili bir radyonüklid olan Y-90 ile işaretlenerek ileri evre akciğer kanserinde tedavi amacıyla da kullanılmaktadır. İşaretli bir amino asit olan metionin, bir lipid öncülü olan asetat ve bir nükleosid olan timidin PET ajanları olarak kullanılarak, tümör hücrelerinin çoğalma hızı ve tümörün tedavi yanıtı erken dönemde değerlendirilebilir. Anjiogenez inhibisyon tedavisinde, tedaviye başlamadan önce tümör dokusunda özel moleküler hedeşerin varlığı ve bu hedeşerin tedavi sırasında bloke olduğu sintigrafik yöntemlerle gösterilebilir. Tc-99m annexin V görüntülemesi ile tedavi sonrasında kanserli dokuda ortaya çıkan apoptotik süreç ve tedaviye alınan yanıt erken dönemde değerlendirilebilir. Yine sintigrafik yöntemlerle; kemoterapi ve radyoterapi direncinden kısmen sorumlu olan doku hipoksisi ve doku oksijenasyonunu artırmaya yönelik girişimlerin etkinliği görüntülenebilmektedir. Gen terapisi uygulamalarında hücrelere aktarımı yapılan ekzojen genlerin ekspresyonu in vivo olarak, herpes simpleks virüsünün timidin kinaz geni, D2 ve SSTR2 reseptörlerinin genleri gibi çeşitli "reporter" gen yapıları kullanılarak sintigrafik olarak gösterilebilir. Anahtar Kelimeler: Akciğer kanseri, moleküler görüntüleme, PET, sintigrafi, SPECT
Mustafa ÜNLÜ, Ümit Özgür AKDEMİR. Molecular biology of lung cancers and nuclear imaging techniques. Eurasian J Pulmonol. 2003; 5(3): 153-166 |
|