Preclinical Molecular Imaging using Multi-Isotope Digital Autoradiography - Techniques and Applications

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Bildgivande system har en allt mer framträdande roll inom sjukvård och medicinsk forskning. En del av dessa system fungerar genom att en patient eller ett försöksdjur injiceras med ett läkemedel märkt med ett radioaktivt ämne, och sedan mäts den strålning som detta ämne avger för att skapa en bild av var ämnet, och därmed läkemedlet, befinner sig. Det finns både system som mäter fördelningen av radioaktivitet i tre dimensioner hos levande individer (till exempel PET- eller SPECT-kameror) och sådana som mäter fördelningen på en mer detaljerad nivå i tunna vävnadssnitt som är tagna från avlivade försöksdjur; den senare metoden kallas för autoradiografi. Den idag mest använda tekniken för autoradiografi baseras på plattor med fosfor-kristaller som fungerar ungefär som en svart-vit fotografisk film. De exponeras under en viss tid för vävnadsprovet med det radioaktiva ämnet, och sedan framkallas bilden med hjälp av en speciell utrustning. Det nya system som utvärderas och används i den här avhandlingen är istället en kiselbaserad halvledardetektor, och fungerar lite som en digital färgvideokamera jämfört med fosforplattorna. Det kan se signalerna från det radioaktiva preparatet i realtid, mäta när i tiden strålningen avges och vilken ”färg”, d.v.s. energi, den har. Detektorsystemet testades och olika egenskaper mättes. Det visade sig ha en låg bakgrundssignal, god förmåga att för många, men inte alla, radioaktiva ämnen avgöra vilka energier som mättes, samt korrekt kunna mäta relativt starkt radioaktiva prov. Detaljnivån, d.v.s. upplösningen, i bilden jämfördes med fosforplattorna genom att en mycket tunn radioaktiv tråd avbildades på båda systemen. Kiseldetektorn hade en högre upplösning än fosforsystemet även om skillnaden inte var drastisk. Systemet applicerades i en rad djurmodellstudier med antikroppar märkta med radioaktiva ämnen som känner igen vissa strukturer på celler i till exempel cancertumörer eller åderförkalkningsplack. Det observerades att i en råttmodell av koloncancer tar sig antikropparna först in i och behandlar tumören med strålning, men efter något dygn finns radioaktiviteten i områden av ärrvävnad i tumören där den kanske inte gör så stor nytta. Andra antikroppar testades i musmodeller av prostatacancer där de visade sig visserligen hitta tumören, men på grund av tumörens struktur och att antikroppar är relativt stora m.m. ofta ha väldigt svårt att nå in till tumörens inre. I en del av dessa studier användes flera antikroppar eller andra molekyler samtidigt och de märktes då med olika radioaktiva ämnen, som i bilden kunde separeras genom deras olika energi, eller hur snabbt de avger sin strålning. Ett sådant exempel var när en antikropp specifik mot åderförkalkningsplack testades samtidigt med en ospecifik antikropp och ett sockerliknande ämne som ackumuleras vid inflammation. Där kunde vi i en jämförelse se att den specifika antikroppen togs upp mer i plack än i omkringliggande kärlvägg. Detta i högre grad än det sockerliknande ämnet, men liknande den ospecifika antikroppen. Sammantaget visade studierna att autoradiografi med ett modernt instrument som kan separera signalen från olika radioaktiva ämnen har mycket att tillföra i studier där man tar fram nya läkemedel eller diagnostiska preparat, men att teknik och metod fortfarande behöver utvecklas.