El atrapamiento metabólico se refiere a un mecanismo de localización de radiocompuestos sintetizados en el cuerpo humano. Puede definirse como la acumulación intracelular de un trazador radiactivo en función de la actividad metabólica relativa de los tejidos del cuerpo . [1] Es un principio básico del diseño de radiofármacos como sondas metabólicas [2] para estudios funcionales o de localización de tumores . [3]
El atrapamiento metabólico es el mecanismo subyacente a la exploración PET , [4] una herramienta eficaz para detectar tumores, ya que existe una mayor captación de la molécula diana por el tejido tumoral que por el tejido normal.
Para utilizarlo como herramienta de diagnóstico en medicina, los científicos han estudiado el atrapamiento de moléculas radiactivas en diferentes tejidos del cuerpo. En 1978, Gallagher et al. estudiaron la glucosa marcada con flúor-18 (F-18) para ver cómo se metabolizaba en los tejidos de diferentes órganos. Este grupo estudió cuánto tiempo tardaban los pulmones, el hígado, los riñones, el corazón y el cerebro en metabolizar la glucosa radiactiva. Encontraron que la molécula se distribuía de manera uniforme y, luego, después de dos horas, solo el corazón y el cerebro tenían niveles significativos de radiactividad del F-18 debido al atrapamiento metabólico. Este atrapamiento se produjo porque una vez que la glucosa fue absorbida por las células, la glucosa se fosforiló para hacer que la concentración de glucosa en la célula pareciera menor de lo que es, lo que luego promueve el transporte de más glucosa. Esta fosforilación de la glucosa radiactiva causó el atrapamiento metabólico en el corazón y el cerebro. Los pulmones, el hígado y los riñones no experimentaron atrapamiento metabólico, y la glucosa radiactiva que no quedó atrapada se excretó en la orina. La glucosa radiomarcada con F-18 no fue recolectada por los riñones y reciclada nuevamente en el sistema, como lo haría con la glucosa normal. Esto sugiere que el transportador activo requiere el grupo hidroxilo (-OH) que se encuentra en la posición C-2 del azúcar, donde se colocó el átomo de F-18. Sin el transporte activo, la glucosa radiomarcada que no quedó atrapada se excretó como desecho en lugar de ser fosforilada en la célula. [5]
En un estudio de 2001 sobre el atrapamiento metabólico se utilizaron derivados de la colina , que se sintetizaron utilizando F-18, para marcar el cáncer de próstata. Los experimentos se llevaron a cabo primero en ratones y luego en pacientes humanos. En su experimento, se descubrió que tanto la colina (CH) como la colina marcada radiactivamente con F-18 (FCH) migraban principalmente a los riñones y al hígado. Esto es diferente del experimento anterior con glucosa debido a la diferencia en el mecanismo y la necesidad metabólica de glucosa frente a colina en el cuerpo. Se descubrió nuevamente que la fosforilación era responsable del atrapamiento del trazador en los tejidos. [6]