Fluorodeoxiglucoza ( abrev. FDG ) este un analog biologic al glucozei. Numele complet este 2-fluor-2-deoxi-D-glucoză. Când atomul de 18 F este introdus în preparat, denumirile sunt completate cu mențiunea acestuia, de exemplu, 18F-FDG.
FDG este utilizat pe scară largă în medicina nucleară de diagnostic prin tomografia cu emisie de pozitroni . Pentru a face acest lucru, izotopul radioactiv al fluorului-18 este introdus chimic în moleculele FDG . Medicamentul este administrat pacientului. Celulele tumorale consumă glucoză mult mai intens decât altele, ceea ce face posibilă înregistrarea, cu ajutorul unui scaner PET, a zonelor de acumulare de medicamente - acumulări de celule tumorale.
FDG este un analog al glucozei, captat activ de celulele creierului, celulele tumorale, nefronii renali.
Diferă de glucoză numai prin înlocuirea grupării hidroxil a celui de-al doilea atom de carbon cu un atom de fluor, 2-fluor-[ 18F ]-2-deoxi-D-glucoză, administrată intravenos, repetă partea inițială a căii metabolice a glucozei, pătrunzând din patul vascular în spațiul intercelular și apoi în celule unde este fosforilat de hexokinază. Produsul de reacție, [18F]-deoxiglucoză-6-fosfat, spre deosebire de glucoză fosfat, nu intră în reacții ulterioare și rămâne în celule în timpul studiului, ceea ce face posibilă măsurarea concentrației radionuclidului F-18 în tesut.
După degradarea radioactivă, fluorul-18 este transformat în O-18, iar după capturarea unei molecule de hidrogen din ionul de hidroniu într-un mediu apos, molecula devine glucoză-6-fosfat „inofensivă” și poartă un atom de oxigen „greu” neradioactiv. -18 în gruparea hidroxil în gruparea hidroxil în poziția 2. Prezența 2-hidroxilului indică faptul că molecula va urma aceeași cale ca și glucoza obișnuită și va fi eliminată cu succes din organism.
Deși, în teorie, toate FDG care intră în organism sunt metabolizate după un timp de înjumătățire de ~110 minute (cum este fluorul-18 radioactiv), studiile clinice arată ambiguitate în transformarea FDG. 75% din substanță este reținută în țesuturi și după 110 minute este excretată din organism. Celelalte 20% sunt excretate de rinichi încă de la 2 ore după administrare, având un timp de înjumătățire neobișnuit de scurt de 16 minute (această cantitate de medicament colorează sistemul urinar pe imaginile PET normale.) Astfel, putem observa că acest 20% % din medicamentul injectat este excretat de sistemul renal care nu este încă complet dezintegrat. La câteva ore după studiu, până când apare dezintegrarea completă a izotopului, urina pacientului păstrează proprietăți radioactive.
FDG este utilizat în PET pentru a evalua metabolismul glucozei în inimă, plămâni și creier. Aplicația sa principală (90%) este oncologia, imagistica tumorilor. 18F-FDG este captat de celulele tumorale, fosforilat de hexokinaza (enzima este abundenta in celulele maligne cu crestere rapida) si se acumuleaza in tesuturile cu activitate metabolica ridicata - in tesuturile tumorale. Drept urmare, tehnica permite depistarea și evaluarea răspândirii cancerului colorectal, cancerului de sân, cancerului pulmonar, melanomului, limfomului non-Hodgkin, limfomului Hodgkin și a unui număr de alte boli oncologice. În practica neuropsihiatrică, 18F-FDG face posibilă diagnosticarea, în combinație cu alte metode de cercetare, și efectuarea diagnosticului diferențial al diferitelor boli neurodegenerative, inclusiv boala Alzheimer, boala difuză cu corp Lewy, demența frontotemporală, precum și boala Parkinson, multisistem. degenerările (atrofie multistemică, paralizie supranucleară progresivă, degenerescență corticobazală, coree Huntington etc.), localizează (în combinație cu datele EEG și analiza simptomelor clinice ale bolii) un focar epileptic la pacienții cu epilepsie. Doza administrată este de 122 MBq pe 1 m² de suprafață corporală, care se determină pe baza înălțimii și greutății subiectului, o medie de 370-400 MBq pentru studiul întregului corp, 200 MBq sunt suficiente pentru creier.
La scanarea trunchiului pentru tumori sau metastaze, doza de medicament în soluție (de obicei echivalentul a 5-10 mCi) este injectată într-o venă deodată, înainte de care pacientul nu trebuie să mănânce timp de cel puțin 6 ore și trebuie să existe niveluri normale de zahăr din sânge (de obicei, aceasta este o problemă pentru persoanele cu diabet zaharat; funcționarea normală a centrului PET nu oferă suficient izotop pentru persoanele cu un nivel de zahăr peste 180 mg / dl = 10 mmol / l, astfel de pacienți ar trebui examinați la un moment separat). Pacienții trebuie apoi să aștepte aproximativ o oră pentru ca FDG să fie distribuit la țesuturile și organele care absorb glucoza. În tot acest timp, pacientul trebuie să fie în repaus, astfel încât medicamentul să nu se acumuleze în mușchi (acest lucru poate provoca artefacte nedorite). Pacientul este apoi introdus în scanerul PET. Durează 15 minute până la o oră (o scanare a trunchiului durează de obicei 15 minute).
În anii 1970, Tatsuo Ido și Al Wolfe ( Laboratorul Național Brookhaven ) au fost primii care au descris producția de 18F-FDG. Abas Alavi de la Universitatea din Pennsylvania a administrat pentru prima dată compusul la doi voluntari în august 1976. Pe imaginile creierului ( scintigrafie , nu PET / CT), a fost posibilă observarea distribuției substanței în organul.
Molecula de glucoză nu poate rezista bombardării cu particule într-un ciclotron medical. Prin urmare, sinteza medicamentului începe cu producerea izotopului fluor-18. Acest lucru se poate face în diferite moduri, dar cea mai comună metodă este iradierea izotopului 18 O cu protoni în acceleratoare. Se folosește o țintă cu apă îmbogățită în izotopul 18 O. Aceasta formează o soluție de 18 ioni F și apă. Timpul scurt de înjumătățire (109,8 minute) necesită pregătirea rapidă, validarea și utilizarea 18-FDG. Prin urmare, acceleratorul, laboratorul farmaceutic și centrul medical ar trebui să fie în apropiere.
2-fluor-[ 18F ]-2-deoxi-D-glucoza fără adăugarea unui purtător este obținută ca rezultat al reacției de substituție nucleofilă a grupării triflat a 1,2,3,4-tetra-O-acetil -2-trifluormetilsulfonil-D-manopiranoză în prezența unui catalizator interfacial pentru anionul fluorură [ 18F ] urmată de hidroliză alcalină sau acidă (la alegerea laboratorului radiochimic). Sterilizarea medicamentului finit se realizează folosind filtre de sterilizare [1] cu un diametru al porilor de 0,22 μm, după care se efectuează controlul calității medicamentului. Această cascadă de reacții are loc într-un mini-laborator special.
După aceea, radiofluorul marcat FDG (cu un timp de înjumătățire mai mic de 2 ore) este trimis de urgență la centrul de cercetare pentru cercetare. Medicamentul finit se livrează prin transport cu licență de transport de substanțe radioactive. Dacă scanerul PET se află pe o rază de 100 km, avioanele ușoare sunt chemate să ajute.
Astăzi, pe teritoriul marilor instituții medicale și de diagnostic, există practica construirii unui centru PET . Este un grup de camere special concepute care conțin un ciclotron, laboratoare și un scanner PET. Acest lucru vă permite să „transportați” produsul radiofarmaceutic (RP) de la accelerator la pacientul examinat fără pierderea calității și acurateței studiului.
În Rusia, există mai multe centre medicale care efectuează sinteza 18 F și diagnosticare folosind preparatele sale. [2] [3] [4]