I ricercatori della School of Biomedical Engineering &Imaging Sciences hanno pubblicato un nuovo studio che esplora per la prima volta l'uso del tracciamento delle particelle a emissione di positroni (PEPT) in un soggetto vivente.
La tecnologia PEPT consente la localizzazione e il tracciamento 3D di una singola particella radioattiva all'interno di sistemi grandi, densi e/o otticamente opachi, difficili da studiare utilizzando altre metodologie. La tecnologia è attualmente utilizzata per studiare i flussi all'interno di sistemi meccanici complessi come motori di grandi dimensioni, miscelatori industriali, ecc., ma non è stata ancora tradotta per l'uso in applicazioni biomediche.
La PEPT è stata in precedenza un'area inesplorata nell'imaging biomedico a causa della mancanza di metodi per isolare e radiomarcare una singola particella di dimensioni sufficientemente piccole e con sufficiente radioattività da consentirne l'iniezione e il rilevamento in un soggetto vivente.
In questo nuovo studio pubblicato sulla rivista Nature Nanotechnology , l'autore principale Dr. Juan Pellico e un team multidisciplinare guidato dal Dr. Rafael T. M. de Rosales sono stati in grado di sintetizzare, radiomarcare e isolare una singola particella submicrometrica di silice con radioattività sufficiente per consentire il rilevamento sia con l'imaging PET standard che con PEPT per la prima volta .
"La nostra ambizione è quella di sviluppare ulteriormente questi risultati e sviluppare traccianti PEPT migliorati che ci consentiranno di esplorare appieno il potenziale del PEPT in biomedicina per fornire informazioni sull'intero corpo sulle dinamiche del flusso sanguigno in diversi contesti, con applicazioni uniche come lo studio di complessi flusso multifase del sangue, cruciale nella fisiologia clinica e nella somministrazione dei farmaci," afferma il Dott. Rafael T.M. de Rosales, lettore di chimica dell'immagine presso la School of Biomedical Engineering &Imaging Sciences.
"Altre potenziali applicazioni includono l'uso di singole particelle per la radioterapia o la chirurgia guidata da PEPT ad alta precisione. Inoltre, la PEPT in vivo con singole cellule radiomarcate dovrebbe consentire la valutazione del movimento e della migrazione delle singole cellule e della loro interazione con i vasi sanguigni e i tessuti. PEPT consente di triangolare la posizione della singola particella all'interno del corpo con elevata precisione e in tempo reale.
"Negli attuali metodi di imaging PET, iniettiamo miliardi o addirittura trilioni di molecole radiomarcate nei pazienti e le immagini risultanti rappresentano la loro distribuzione media dopo un periodo di tempo, solitamente 10-30 minuti.
"Questo non fornisce informazioni sulla velocità di queste molecole o sulla loro esatta posizione all'interno del corpo in tempo reale, che potrebbe essere utile per lo studio dell'emodinamica o di come il sangue scorre attraverso i vasi.
"La PEPT, tracciando singole particelle in tempo reale, dovrebbe consentire lo studio della velocità, della densità e della dinamica complessiva del flusso sanguigno che sono attualmente impossibili da studiare con qualsiasi altra modalità di imaging. Lo studio dell'emodinamica a livello del corpo intero è particolarmente tempestivo poiché sono ora disponibili scanner PET clinici per tutto il corpo, uno dei quali sarà presto installato qui al King's."
La PEPT in vivo ha il potenziale per fornire importanti scoperte nella valutazione di eventi anomali nelle malattie cardiovascolari o nel cancro in cui il flusso sanguigno ha un impatto notevole.
Le future applicazioni cliniche potrebbero includere l'analisi dettagliata del flusso sanguigno e dei gradienti di pressione all'interno di lesioni come tumori o lesioni vascolari, dove il flusso sanguigno è anormale, che potrebbe essere utilizzata per guidare le opzioni di trattamento per i pazienti.
Ulteriori informazioni: Pellico, J. et al, Tracciamento delle particelle di emissione di positroni in tempo reale (PEPT) in vivo e PET a particella singola. Nanotecnologia naturale (2024). DOI:10.1038/s41565-023-01589-8
Informazioni sul giornale: Nanotecnologia naturale
Fornito dal King's College di Londra
