Investigadores de la Facultad de Ingeniería Biomédica y Ciencias de la Imagen han publicado un nuevo estudio que explora el uso del seguimiento de partículas por emisión de positrones (PEPT) en un sujeto vivo por primera vez.

La tecnología PEPT permite la localización y el seguimiento 3D de una sola partícula radiactiva dentro de sistemas grandes, densos y/u ópticamente opacos, lo que es difícil de estudiar utilizando otras metodologías. La tecnología se utiliza actualmente para estudiar flujos dentro de sistemas mecánicos complejos, como motores grandes, mezcladores industriales, etc., pero aún no se ha traducido para su uso en aplicaciones biomédicas.

La PEPT ha sido hasta ahora un área inexplorada en imágenes biomédicas debido a la falta de métodos para aislar y radiomarcar una sola partícula de un tamaño lo suficientemente pequeño y con suficiente radiactividad como para permitir su inyección y detección en un sujeto vivo.

En este nuevo estudio publicado en la revista Nature Nanotechnology , el autor principal, el Dr. Juan Pellico, y un equipo multidisciplinario dirigido por el Dr. Rafael T. M. de Rosales pudieron sintetizar, radiomarcar y aislar una sola partícula submicrométrica de sílice con suficiente radiactividad para permitir la detección tanto con imágenes PET estándar como con PEPT por primera vez. .

"Nuestra ambición es seguir desarrollando estos hallazgos y desarrollar trazadores de PEPT mejorados que nos permitan explorar plenamente el potencial de la PEPT en biomedicina para proporcionar información de todo el cuerpo sobre la dinámica del flujo sanguíneo en diferentes entornos, con aplicaciones únicas como el estudio de complejos flujo sanguíneo multifásico, crucial en la fisiología clínica y la administración de fármacos", dice el Dr. Rafael T.M. de Rosales, lector de química de imágenes en la Escuela de Ingeniería Biomédica y Ciencias de la Imagen.

"Otras aplicaciones potenciales incluyen el uso de partículas individuales para radioterapia o cirugía guiada por PEPT de alta precisión. Además, la PEPT in vivo con células individuales radiomarcadas debería permitir la evaluación del movimiento y la migración de células individuales, y su interacción con vasos sanguíneos y tejidos. PEPT le permite triangular la posición de una sola partícula dentro del cuerpo con alta precisión y en tiempo real.

"En los métodos actuales de obtención de imágenes PET, inyectamos miles de millones o incluso billones de moléculas radiomarcadas en los pacientes y las imágenes resultantes representan su distribución promedio después de un período de tiempo, generalmente de 10 a 30 minutos.

"Esto no proporciona información sobre la velocidad de estas moléculas o su ubicación exacta dentro del cuerpo en tiempo real, lo que podría ser útil para el estudio de la hemodinámica o cómo fluye la sangre a través de los vasos.

"La PEPT, al rastrear partículas individuales en tiempo real, debería permitir el estudio de la velocidad, la densidad y la dinámica general del flujo sanguíneo que actualmente son imposibles de estudiar mediante cualquier otra modalidad de imágenes. El estudio de la hemodinámica a nivel de todo el cuerpo es Es particularmente oportuno ya que ahora hay disponibles escáneres PET clínicos de cuerpo completo, uno de los cuales pronto se instalará aquí en King's".

La PEPT in vivo tiene el potencial de proporcionar avances importantes en la evaluación de eventos anormales en enfermedades cardiovasculares o cáncer donde el flujo sanguíneo tiene un impacto destacado.

Las aplicaciones clínicas futuras pueden incluir el análisis detallado del flujo sanguíneo y los gradientes de presión dentro de lesiones como tumores o lesiones vasculares, donde el flujo sanguíneo es anormal, lo que podría usarse para guiar las opciones de tratamiento para los pacientes.

Más información: Pellico, J. et al, Seguimiento de partículas por emisión de positrones (PEPT) en tiempo real in vivo y PET de partícula única. Nanotecnología de la Naturaleza (2024). DOI:10.1038/s41565-023-01589-8

Información de la revista: Nanotecnología de la naturaleza

Proporcionado por King's College London