Come sono fatti

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“MDC RADIOLOGICI E REAZIONI AVVERSE”

Problematiche cliniche nella prevenzione e terapia

“MDC in Risonanza Magnetica: Come sono fatti; come li usiamo”

Enrico M. DI LELLA

Mdc in RM

• All’inizio speranza di non usare MDC.

• Primo mdc per RM introdotto nel 1988 è stato il • Gd-DTPA.

• Ad oggi circa il

40-50%

di tutti gli esami RM prevedono l’utilizzo di mdc.

• Numerosi sono i mdc per studi di RM a base di

ioni metallici.

Mdc in RM

• Possiedono un profilo di sicurezza favorevole, con un’incidenza di reazioni generali (nausea, vomito, ecc.) e di reazioni “

similallergiche

” (anafilattoidi) estremamente più basso rispetto ai mdc utilizzati in RX e TC.

• Alle dosi prescritte non ha effetti nefrotossici • Dal 2006 problemi per la NSF • (Nephrogenic Systemic Fibrosis).

• Ad oggi le indagini RM effettuate con mdc sono stimate in circa 200 milioni

Cos’è un MDC in RM

• Sono sostanze che influenzano il tempo di rilassamento dei protoni disposti

in loro adiacenza

e quando posta in un campo magnetico esterno la sostanza modifica la propria condizione magnetica (

aumenta la sua magnetizzazione

)

Cosa e’ un MDC in RM

• E’una sostanza dotata di

Suscettibilità Magnetica che

dipende dalla presenza di elettroni spaiati negli orbitali piu’ esterni degli atomi.

Suscettibilità Magnetica

• • E' la proprietà fisica (legata alle proprietà degli atomi e delle molecole) che determina la risposta di un materiale a un campo magnetico esterno.

Esempio.: la lega Ferro-Nickel, che ha una elevata suscettibilità magnetica, viene attratta da una calamita, a differenza dei silicati, dotati di bassa suscettibilità magnetica.

MDC in RM • - Nell’imaging RM viene rilevato l’effetto indotto dal Gadolinio che influenza il magnetismo piuttosto che la molecola stessa, come invece avviene in TC.

• - Non c’è evidenza diretta del MDC!!

• - Nella pratica clinica usiamo normalmente tra i 5-20cc.

di mdc in RM contro i 80-120cc in TC.

MDC Paramagnetici - Agenti T1

mdc organoiodato effetto Contrastografico MDC PARAMAGNETICO min max mmol/l Concentr.MdC

Classificazione Magnetica delle sostanze • Diamagnetiche: Suscettibilità Magnetica Nulla • Paramagnetiche : Suscettibilità Magnetica Piccola – MDC Agenti T1 • Superparamagnetiche : Suscettibilità Magnetica Elevata MDC Agenti T2 • Ferromagnetiche: Suscettibilità Magnetica Molto Elevata Non utilizzabili

MDC Paramagnetici - Agenti T1

• Costituiti da atomi della serie dei metalli di transizione ( Ferro e Manganese ) e dei lantanidi o delle terre rare ( Gadolinio ) • Determinano del segnale nel loro territorio di distribuzione con sequenze pesate in T1, ( mdc positivi ) .

MDC Paramagnetici - Agenti T1

• Esiste un rapporto non lineare tra concentrazione di mdc ed effetto rilassante: • Basse concentrazioni: no effetto paramagnetico • • la concentrazione il segnale in sequenze T1 concentrazione prevale effetto T2 sul T1 (effetto paradosso)

EFFETTO T2

(effetto paradosso)

MDC Superparamagnetici Agenti T2 • Piccole particelle ferromagnetiche a base di ossido di ferro ( SPIO , SuperParamagnetic Iron Oxide Particle – diametro > 50 nm) • Determinano del segnale nel loro territorio di distribuzione con sequenze pesate in T2 ( mdc negativi ) .

• Sequenze T2* GRE

MDC Superparamagnetici Agenti T1-T2 • Particelle ferromagnetiche a base di ossido di ferro ancora più piccole ( USPIO ,Ultra-small SuperParamagnetic Iron Oxide particle – diametro<50nm) • Effetto legato alla concentrazione: • A) T1 nel sangue • B) T2 quando clusterizzate all’interno dei lisosomi dei macrofagi del SRE.

MDC BIODISTRIBUZIONE

MDC DISTRIBUZIONE

•

EXTRACELLULARI : VASCOLO-INTERSTIZIALI

Sono i +

USATI

Senza accumulo in un Organo Distribuzione come quelli della TC/Urografia SNC – BODY - MRA •

INTRACELLULARI

: 1)Epatospecifici 2)Reticolo-Endoteliali

MDC DISTRIBUZIONE

•

ORGANO SPECIFICI

: 1) Blood Pool per Vasi 2) Epatospecifici 3) Agenti Enterali per Intestino 4) Intrarticolari 5) SPIO per Linfonodi (

Super Paramagnetic Iron Oxide particle)

Mdc Extracellulari

•

Proprietà Fisico-Chimiche

• Costituiti da uno ione di gadolinio (

GdO3+

), elemento di transizione delle terre rare dei lantanidi • Dotato di Suscettibilità Magnetica per elevato numero di

elettroni spaiati

negli orbitali esterni (7 per il Gadolinio) • GdO3+ è altamente tossico utilizzati dei

chelanti

per cui vengono per l’utilizzo clinico

(stabilità del legame!)

Mdc Extracellulari

•

Proprietà Fisico-Chimiche

• Classificati in base alla struttura del chelante in due categorie: a)

Struttura Ciclica

b)

Struttura Lineare ** **

Con maggior probabilità avviene la transmetallazione ovvero la rottura del legame tra GdO3+ e il chelante (NSF)

Mdc Extracellulari

•

Proprietà Fisico-Chimiche

Lineare Ciclico

Mdc Extracellulari

• • • • • • •

Proprietà Fisico-Chimiche Struttura del ligante Carica molecolare Relassività molecolare Costanti termodinamiche Modalità di escrezione Legame con proteine plasmatiche

Mdc Relassività Molecolare

• La relassività di un mdc è la capacità di influenzare il

tempo di rilassamento

dei protoni in

T1 e/o T2

• Indica

l’efficacia “ contrastante ” della sostanza

in RM • Dosaggi più bassi a parità di Contrast Enhancement

Mdc Relassività Molecolare

Mdc Extracellulari

Meccanismo di Azione

• Accorciamento del T1 predomina con basse dosi di Gd • Accorciamento del T2 predomina con elevate concentrazioni di Gd • Nella pratica clinica si usano basse dosi e quindi con imaging in

T1

.

Mdc Extracellulari Distribuzione

• Farmacocinetica simile a quella dei mdc per la TC Intravascolari Spazio Interstiziale Extracellulari •

In condizioni di normalità non passano la BEE e Vascolo-testicolare

.

•

L’85% della dose è eliminata con le urine in 4h. mentre il 95 98% entro le 24h. dall’iniezione endovenosa.

Mdc Intracellulari - Epatospecifici

• Mdc ad esclusivo accumulo nel compartimento epatocellulare –

Manganese (Mn++) (fuori uso)

• Mdc a distribuzione mista, intravascolare ed epatocitaria: • •

Gd-BOPTA con quota di escrezione attraverso l’emuntorio biliare del 3-5% Gd-EOB-DTPA con quota di escrezione attraverso l’emuntorio biliare del 40-50%

Mdc Intracellulari - Epatospecifici

URINE 96-98% BILE 3-5%, 30-50%

Mdc Epatospecifici in Uso • Permettono la somministrazione a bolo con imaging dinamico trifasico + tardivo parenchimale.

• Aumentano intensità di segnale del fegato in T1 –

Aumenta visibilità del n

°

di lesioni secondarie.

–

D.D. tra FNH e Adenoma

sensibilità e specificità nello studio del fegato.

Mdc Epatospecifici in Uso

Mdc Epatospecifici in Uso

Mdc Epatospecifici in Uso

MDC Intravascolari

• Definiti Blood Pool a base di Gadolinio: • - Elevata Relassività • - Elevata Permanenza nei Vasi • - Immagini per 45-60 min.

• - Usato a Bolo • -

Europa dismesso ; ancora utilizzato in USA

MDC ENTERALI

• POSITIVI: Iperintensi in T1 e T2 • NEGATIVI: Ipointensi in T1 e T2 • BIFASICI: Ipointensi in T1 ed iperintensi in T2 ( i più usati )

MDC ENTERALI

Mdc Intracellulari-Reticoloendoteliali

• • • Mdc costituiti da particelle di ossido di ferro ( SPIO ) ad attività superparamagnetica che vengono fagocitate nelle cellule macrofagiche presenti nel SRE:

Fegato Linfonodi

• Milza-Midollo • Creano disomogeneità di campo magnetico nell’intorno della molecola contenente il metallo con caduta di segnale nelle sequenze T2 o T2*

Mdc Intracellulari-Reticoloendoteliali

COSA BOLLE IN PENTOLA??

IL FUTURO?

Imaging Molecolare

- slide 37

Imaging Molecolare Perché: situazione attuale 10 12

Malattia Conclamata

10 9 - slide 38

Soglia di rivelabilità (Circa 1 cm 3 )

10 6 10 3 0

Inferiore alla risoluzione dell’imaging Malattia Potenziale Stadio occulto di malattia -10 0 +10 Anni di Malattia Decesso

Imaging Molecolare Perché: sviluppi possibili 10 12 10 10 10 9 6 3 0

Oggi: diagnosi e terapie spesso tardive Decesso Soglia di rivelabilità (Circa 1 cm 3 ) Inferiore alla risoluzione dell’imaging Futuro: Prevenzione Domani: rilevazione precoce = Migliore prognosi -10 0 +10 Anni di Malattia

Markers ipotizzati

• CELLULA TUMORALE –

Vitalità/necrosi

–

Proliferazione cellulare

– –

Apoptosi Espressione di antigeni e recettori

• AMBIENTE –

Vascolarizzazione

–

Angiogenesi

–

Ossigenazione

- slide 40

Markers-Vettori ed Agenti ipotizzati

•

Biomarkers/Bersagli

– – – – –

Processi fisiologici Recettori Enzimi DNA/RNA Esempi

•

Espressione dei recettori

• • •

Espressione di proteine Espressione di geni Mutazioni geniche, omissioni, copie multiple

• • • Vettori –

Virus (targeting dei geni)

–

Anticorpi

– –

Peptidi Piccole molecole MR

– – Elementi magneticamente attivi:

Chelati Gd+++

–

Nanoparticelle di ossido di ferro

–

Perfluorocarboni paramagnetici

–

Mn ++ analoghi del Ca ++ - US-TC-PET-SPECT

- slide 41

Come agisce l’imaging molecolare

Biomarkers/Bersaglio Cellula tumorale Vettore Agente/segnale Cellula tumorale

- slide 42

Come agisce l’imaging molecolare

Biomarkers/Bersaglio Cellula tumorale Vettore Agente/segnale Cellula tumorale

- slide 43

CONCLUSIONI

• MDC attualmente in uso: • A) Intravascolari – extracellulari ( Gd ) = TC • B) Intravasc-intracellulari-epatospecifici ( Gd ) • MDC non più in uso: • C) Solo Epatospecifici, senza fase vascolare.

• D) Reticolendoteliali (Fegato e Linfonodi) • E) Blood Pool (Europa no; Stati Uniti si)

CONCLUSIONI

• RM 1000-10000 volte più sensibile ai mdc rispetto alla TC con almeno 3 vantaggi : 1)Maggior sensibilità per presenza o assenza di mdc 2)Necessità di dosi molto più basse 3)Enhancement del blood pool più elevato del parenchima in fase di equilibrio NSF : LE COSE SONO CAMBIATE?

CONCLUSIONI

se l’obiettivo è potenziare l’apporto diagnostico in condizioni di sicurezza gli esami RM già oggi si propongono come alternativa completa alla TC anche in radiologia body

“

GRAZIE e……..

DOPO TANTE SCRITTE GIALLO ROSSE …………… …..UN ESPLOSIVO FORZA LAZIO!!!!!

Progetto grafico: [email protected]

MDC RADIOLOGICI E REAZIONI AVVERSE

Problematiche cliniche nella prevenzione e terapia A.C.O. San Filippo Neri, Roma 12 Gennaio 2012

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