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Exploración con galio

Una gammagrafía con galio es un tipo de prueba de medicina nuclear que utiliza un radiofármaco galio-67 ( 67 Ga) o galio-68 ( 68 Ga) para obtener imágenes de un tipo específico de tejido o estado patológico del tejido. Se pueden utilizar sales de galio como el citrato de galio y el nitrato de galio . La forma de la sal no es importante, ya que es el ion galio disuelto libremente Ga 3+ el que está activo. [1] Tanto las sales de 67 Ga como las de 68 Ga tienen mecanismos de captación similares. [2] El galio también se puede utilizar en otras formas, por ejemplo, el 68 Ga-PSMA se utiliza para la obtención de imágenes de cáncer . La emisión gamma del galio-67 se obtiene mediante una cámara gamma , mientras que la emisión de positrones del galio-68 se obtiene mediante tomografía por emisión de positrones (PET).

Las sales de galio son absorbidas por tumores, inflamaciones e infecciones agudas y crónicas, [3] [4] lo que permite obtener imágenes de estos procesos patológicos. El galio es particularmente útil para obtener imágenes de osteomielitis que afecta la columna vertebral y para obtener imágenes de infecciones más antiguas y crónicas que pueden ser la causa de una fiebre de origen desconocido . [5] [6]

Las exploraciones DOTA con galio-68 están reemplazando cada vez más a las exploraciones con octreotida (un tipo de exploración con indio-111 que utiliza octreotida como ligando del receptor de somatostatina). El galio-68 está unido a un derivado químico del octreotida como el DOTATOC y los positrones que emite se visualizan mediante una exploración PET-CT . Estas exploraciones son útiles para localizar tumores neuroendocrinos y cáncer de páncreas . [7] [8]

Exploración con citrato de galio

Gammagrafía con galio que muestra patrones panda (A) y lambda (B), considerados específicos de sarcoidosis en ausencia de confirmación histológica

En el pasado, la gammagrafía con galio era el método de referencia para la estadificación del linfoma , hasta que fue reemplazada por la tomografía por emisión de positrones (PET) con fludesoxiglucosa (FDG). [9] [10] La gammagrafía con galio todavía se utiliza para obtener imágenes de inflamaciones e infecciones crónicas , y a veces todavía localiza tumores insospechados, ya que es absorbido por muchos tipos de células cancerosas en cantidades que superan las de los tejidos normales. Por lo tanto, una mayor absorción de galio-67 puede indicar una infección nueva o antigua, un foco inflamatorio de cualquier causa o un tumor canceroso.

Se ha sugerido que la obtención de imágenes con galio puede convertirse en una técnica obsoleta, siendo reemplazada por la obtención de imágenes de leucocitos con indio y anticuerpos antigranulocitos con tecnecio como mecanismo de detección de infecciones. Para la detección de tumores , especialmente linfomas, la obtención de imágenes con galio todavía se utiliza, pero puede ser reemplazada por la obtención de imágenes PET con fludesoxiglucosa en el futuro. [11]

En el caso de las infecciones, la gammagrafía con galio tiene una ventaja sobre la gammagrafía con leucocitos de indio para la obtención de imágenes de osteomielitis (infección ósea) de la columna vertebral, infecciones e inflamaciones pulmonares y para infecciones crónicas. En parte, esto se debe a que el galio se une a las membranas de los neutrófilos , incluso después de su muerte. La gammagrafía con leucocitos de indio es mejor para las infecciones agudas (en las que los neutrófilos todavía se localizan de forma rápida y activa en la infección), y también para la osteomielitis que no afecta a la columna vertebral, y para las infecciones abdominales y pélvicas . Tanto la gammagrafía con galio como la gammagrafía con leucocitos de indio pueden utilizarse para obtener imágenes de fiebre de origen desconocido (temperatura elevada sin explicación). Sin embargo, la gammagrafía con leucocitos de indio solo obtendrá imágenes del 25 % de estos casos que son causados ​​por infecciones agudas, mientras que el galio también se localizará en otras fuentes de fiebre, como infecciones crónicas y tumores. [12] [13]

Mecanismo

El cuerpo generalmente maneja el Ga 3+ como si fuera hierro férrico (Fe-III), y por lo tanto el ion isótopo libre se une (y se concentra) en áreas de inflamación, como un sitio de infección, y también áreas de división celular rápida. [14] El galio (III) (Ga 3+ ) se une a la transferrina , la lactoferrina leucocitaria , los sideróforos bacterianos , las proteínas inflamatorias y las membranas celulares de los neutrófilos, tanto vivos como muertos. [15]

La lactoferrina se encuentra en los leucocitos. El galio puede unirse a la lactoferrina y ser transportado a sitios de inflamación, o unirse a la lactoferrina liberada durante la fagocitosis bacteriana en sitios de infección (y permanece debido a la unión con los receptores de macrófagos ). [16] El galio-67 también se une a las moléculas sideróforas de las propias bacterias, y por esta razón se puede utilizar en pacientes leucopénicos con infección bacteriana (en este caso se une directamente a las proteínas bacterianas y no se necesitan leucocitos). [17] Se cree que la captación está asociada con una variedad de propiedades tumorales, incluidos los receptores de transferencia, el metabolismo tumoral anaeróbico y la perfusión tumoral y la permeabilidad vascular . [18] [19]

Indicaciones comunes

Tenga en cuenta que todas estas condiciones también se observan en las exploraciones PET que utilizan galio-68.

Técnica

La técnica principal ( 67 Ga) utiliza la gammagrafía para producir imágenes bidimensionales. Después de que se ha inyectado el trazador, las imágenes se toman típicamente con una cámara gamma a las 24, 48 y, en algunos casos, 72 y 96 horas más tarde. [23] [24] Cada conjunto de imágenes demora entre 30 y 60 minutos, según el tamaño del área que se está fotografiando. La imagen resultante tendrá áreas brillantes que recolectaron grandes cantidades de trazador, porque hay inflamación presente o está ocurriendo una división celular rápida. También se pueden adquirir imágenes de tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT). En algunos centros de imágenes, las imágenes SPECT se pueden combinar con una tomografía computarizada (TC) utilizando software de fusión o cámaras híbridas SPECT/TC para superponer tanto la información de la imagen fisiológica de la exploración con galio como la información anatómica de la tomografía computarizada.

Una dosis de inyección común es de alrededor de 150 megabecquerels . [25] Las imágenes no deben realizarse antes de las 24 horas, ya que un fondo alto en este momento produce falsos negativos. Las imágenes de cuerpo entero de cuarenta y ocho horas son apropiadas. Las imágenes diferidas se pueden obtener incluso 1 semana o más después de la inyección si el intestino es un factor de confusión. La SPECT se puede realizar según sea necesario. Se pueden administrar laxantes orales o enemas antes de las imágenes para reducir la actividad intestinal y reducir la dosis en el intestino grueso; sin embargo, la utilidad de la preparación intestinal es controvertida. [24]

Entre el 10% y el 25% de la dosis de galio-67 se excreta en las 24 horas siguientes a la inyección (la mayor parte se excreta por los riñones). Después de 24 horas, la principal vía excretora es el colon. [24] El "órgano diana" (órgano que recibe la mayor dosis de radiación en la exploración media) es el colon (intestino grueso). [23]

En una exploración normal, la captación de galio se observa en una amplia variedad de lugares que no indican un hallazgo positivo. Estos suelen incluir tejidos blandos, hígado y huesos. Otros sitios de localización pueden ser las glándulas nasofaríngeas y lagrimales , las mamas (particularmente en la lactancia o el embarazo ), heridas que cicatrizan normalmente, los riñones, la vejiga y el colon. [26]

Exploración con galio y PSMA

Tomografía computarizada (izquierda) y tomografía por emisión de positrones con galio PSMA (derecha) de un paciente con metástasis de cáncer de próstata en los huesos.

El isótopo emisor de positrones, 68 Ga, se puede utilizar para detectar el antígeno de membrana específico de la próstata (PSMA), una proteína presente en las células del cáncer de próstata . Se ha demostrado que la técnica mejora la detección de la enfermedad metastásica en comparación con las exploraciones por resonancia magnética o tomografía computarizada . [27]

En diciembre de 2020, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) aprobó el 68 Ga PSMA-11 para uso médico en los Estados Unidos. [28] [29] Está indicado para la tomografía por emisión de positrones (PET) de lesiones positivas al antígeno de membrana específico de la próstata (PSMA) en hombres con cáncer de próstata. [30] [29] Es fabricado por la Instalación de Ciclotrones Biomédicos de la UCLA. [29] La FDA aprobó el 68 Ga PSMA-11 basándose en la evidencia de dos ensayos clínicos (Ensayo 1/NCT0336847 idéntico a NCT02919111 y Ensayo 2/NCT02940262 idéntico a NCT02918357) de participantes masculinos con cáncer de próstata. [29] A algunos participantes se les diagnosticó recientemente cáncer de próstata. [29] Otros participantes fueron tratados antes, pero existía la sospecha de que el cáncer se estaba propagando debido al aumento del antígeno prostático específico o PSA. [29] Los ensayos se llevaron a cabo en dos sitios de los Estados Unidos. [29]

La FDA considera que el 68 Ga PSMA-11 es un medicamento de primera clase . [31]

Indicaciones comunes

La gammagrafía con galio y PSMA se recomienda principalmente en casos de recurrencia bioquímica del cáncer de próstata, en particular en pacientes con valores bajos de PSA y en pacientes con enfermedad de alto riesgo en los que se considera probable la presencia de metástasis. [32] [33]

Técnica

Se recomienda la administración intravenosa de 1,8 a 2,2 megabecquerelios de 68 Ga PSMA-11 por kilogramo de peso corporal. Las imágenes deben comenzar aproximadamente 60 minutos después de la administración con una adquisición desde la mitad del muslo hasta la base del cráneo. [32] [34]

Escaneos de galio DOTA

Los péptidos conjugados con 68 Ga DOTA (incluidos 68 Ga DOTA-TATE , DOTA-TOC y DOTA-NOC) se utilizan en la tomografía por emisión de positrones (PET) de tumores neuroendocrinos (NET). La exploración es similar a la exploración SPECT con octreótido en que se utiliza un análogo de la somatostatina basado en octreótido (como edotreótido ) como radioligando , y existen indicaciones y usos similares a los de las exploraciones con octreótido, sin embargo, la calidad de la imagen mejora significativamente. [35] Los receptores de somatostatina se sobreexpresan en muchos NET, de modo que el péptido conjugado con 68 Ga DOTA se capta preferentemente en estas ubicaciones y se visualiza en la exploración. [36] Además del diagnóstico y la estadificación de los NET, la obtención de imágenes con péptido conjugado con 68 Ga DOTA se puede utilizar para la planificación y la dosimetría en preparación para la terapia con lutecio -177 o itrio-90 DOTA . [37] [38]

En junio de 2016, Netspot (kit para la preparación de inyección de dotatato de galio Ga-68) fue aprobado para uso médico en los Estados Unidos. [39] [40]

En agosto de 2019, la inyección de 68 Ga edotreótido ( 68 Ga DOTATOC) fue aprobada para uso médico en los Estados Unidos para su uso con imágenes PET para la localización de tumores neuroendocrinos (NET) positivos para el receptor de somatostatina en adultos y niños. [41] [42] [43]

La Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) aprobó el 68 Ga edotreótido (DOTATOC) basándose en la evidencia de tres ensayos clínicos (ensayo 1/NCT#1619865, ensayo 2/NCT#1869725, ensayo 3/NCT#2441062) de 334 tumores neuroendocrinos conocidos o sospechosos. [42] Los ensayos se llevaron a cabo en los Estados Unidos. [42]

El oxodotreótido de galio ( 68 Ga) fue aprobado para uso médico en Canadá como Netspot en julio de 2019, [44] y como Netvision en mayo de 2022. [45]

La combinación de cloruro de germanio (68Ge) / cloruro de galio (68Ga) fue aprobada para uso médico en la Unión Europea en agosto de 2024. [46]

Radioquímica del galio-67

El citrato de galio-67 se produce mediante un ciclotrón. El bombardeo de partículas cargadas de Zn-68 enriquecido se utiliza para producir galio-67. Luego, el galio-67 se compleja con ácido cítrico para formar citrato de galio. La vida media del galio-67 es de 78 horas. [47] Se desintegra por captura de electrones y luego emite rayos gamma de desexcitación que son detectados por una cámara gamma. La emisión primaria es a 93 keV (abundancia del 39 %), seguida de 185 keV (21 %) y 300 keV (17 %). [48] : 64  Para la obtención de imágenes, se utilizan múltiples ventanas de energía de la cámara gamma, generalmente centradas alrededor de 93 y 184 keV o 93, 184 y 296 keV. [24]

Radioquímica del galio-68

El galio-68 , que tiene una vida media de 68 minutos, se produce en un generador de galio-68 por desintegración de germanio-68 con una vida media de 271 días o por irradiación de zinc-68 a través de un ciclotrón de baja energía. El uso de un generador significa que se puede producir fácilmente un suministro de 68 Ga con una infraestructura mínima, por ejemplo en sitios sin un ciclotrón , comúnmente utilizado para producir otros isótopos PET. Se desintegra por emisión de positrones y captura de electrones en zinc-68. [49] La energía máxima de emisión de positrones es de 1,9 MeV. [48] : 65 

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