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- Johns Hopkins School of Medicine (18)
- Johns Hopkins University School of Medicine (5)
- Johns Hopkins School of Medicine, Baltimore, MD, U.S. (4)
- Department of Biomedical Imaging, National Cerebral and Cardiovascular Research Center, Suita, Japan (2)
- Division of Medical Technology and Science, Department of Medical Physics and Engineering, Course of Health Science, Osaka University Graduate School of Medicine, Suita Japan (2)
- Institut for Molecular Biology and CMBI, Department of Genomics, Stem Cell Biology and Regenerative Medicine, Leopold-Franzens-University Innsbruck, Innsbruck, Austria (2)
- Johns Hopkins School of Medicine, The Russell H Morgan Department of Radiology and Radiological Science, Baltimore, MD, USA (2)
- Bundeswehr Institute of Radiobiology affiliated to the University of Ulm, Munich, Germany (1)
- CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - the development agency of the Brazilian Federal Government (1)
- DAAD - Deutscher Akademischer Austauschdienst (1)
Background:
Recent decades have seen a rise in the incidence of well-differentiated (mainly papillary) thyroid carcinoma around the world. In Germany, the age-adjusted incidence of well-differentiated thyroid carcinoma in 2010 was 3.5 per 100 000 men and 8.7 per 100 000 women per year.
Method:
This review is based on randomized, controlled trials and multicenter trials on the treatment of well-differentiated thyroid carcinoma that were retrieved by a selective literature search, as well as on three updated guidelines issued in the past two years.
Results:
The recommended extent of surgical resection depends on whether the tumor is classified as low-risk or high-risk, so that papillary microcar cinomas, which carry a highly favorable prognosis, will not be overtreated. More than 90% of localized, well-differentiated thyroid carcinomas can be cured with a combination of surgery and radioactive iodine therapy. Radio active iodine therapy is also effective in the treatment of well-differentiated thyroid carcinomas with distant metastases, yielding a 10-year survival rate of 90%, as long as there is good iodine uptake and the tumor goes into remission after treatment; otherwise, the 10-year survival rate is only 10%. In the past two years, better treatment options have become available for radioactive-iodine-resistant thyroid carcinoma. Phase 3 studies of two different tyrosine kinase inhibitors have shown that either one can markedly prolong progression-free survival, but not overall survival. Their more common clinically significant side effects are hand-foot syndrome, hypertension, diarrhea, proteinuria, and weight loss.
Conclusion:
Slow tumor growth, good resectability, and susceptibility to radioactive iodine therapy lend a favorable prognosis to most cases of well-differentiated thyroid carcinoma. The treatment should be risk-adjusted and interdisciplinary, in accordance with the current treatment guidelines. Even metastatic thyroid carcinoma has a favorable prognosis as long as there is good iodine uptake. The newly available medical treatment options for radioactive-iodine-resistant disease need to be further studied.
Gait Initiation in Parkinson’s Disease: Impact of Dopamine Depletion and Initial Stance Condition
(2020)
Postural instability, in particular at gait initiation (GI), and resulting falls are a major determinant of poor quality of life in subjects with Parkinson’s disease (PD). Still, the contribution of the basal ganglia and dopamine on the feedforward postural control associated with this motor task is poorly known. In addition, the influence of anthropometric measures (AM) and initial stance condition on GI has never been consistently assessed. The biomechanical resultants of anticipatory postural adjustments contributing to GI [imbalance (IMB), unloading (UNL), and stepping phase) were studied in 26 unmedicated subjects with idiopathic PD and in 27 healthy subjects. A subset of 13 patients was analyzed under standardized medication conditions and the striatal dopaminergic innervation was studied in 22 patients using FP-CIT and SPECT. People with PD showed a significant reduction in center of pressure (CoP) displacement and velocity during the IMB phase, reduced first step length and velocity, and decreased velocity and acceleration of the center of mass (CoM) at toe off of the stance foot. All these measurements correlated with the dopaminergic innervation of the putamen and substantially improved with levodopa. These results were not influenced by anthropometric parameters or by the initial stance condition. In contrast, most of the measurements of the UNL phase were influenced by the foot placement and did not correlate with putaminal dopaminergic innervation. Our results suggest a significant role of dopamine and the putamen particularly in the elaboration of the IMB phase of anticipatory postural adjustments and in the execution of the first step. The basal ganglia circuitry may contribute to defining the optimal referent body configuration for a proper initiation of gait and possibly gait adaptation to the environment.
Schimmelpilze können in Abhängigkeit des Immunstatus und der Vorerkrankungen betroffener Patienten unterschiedliche Krankheitsbilder wie Hypersensitivitäts-erkrankungen oder lebensbedrohliche invasive Infektionen hervorrufen. Da die Diagnosestellung dieser Erkrankungen mitunter komplex und insensitiv ist, sollten im Rahmen dieser Arbeit unterschiedliche Ansätze neuer diagnostischer Assays untersucht werden.
In den letzten Jahren wurden Assays entwickelt, die auf Basis durchflusszytometrisch quantifizierter Pilz-spezifischer T-Zellen aus peripherem Blut einen supportiven Biomarker zur Diagnostik invasiver Mykosen liefern könnten. Da die hierfür isolierten T-Zellen anfällig gegenüber präanalytischer Lagerzeiten und immunsuppressiver Medikation sind, wurden hier Protokolloptimierungen vorgenommen, um anhand eines Vollblut-basierten Assays mit zusätzlicher CD49d-Kostimulation diesen Limitationen entgegen zu wirken. In einer Studie an gesunden Probanden konnte dabei gezeigt werden, dass die Kombination der Durchflusszytometrie mit ausgewählten Zytokin-Messungen (IL-5, IL-10 und IL-17) zu einer verbesserten Erkennung vermehrt Schimmelpilz-exponierter Personen beitragen könnte. Neben Infektionen könnten dabei im umwelt- und arbeitsmedizinischen Kontext Polarisationen der T-Zell-Populationen detektiert werden, welche mit Sensibilisierungen und Hypersensitivität assoziiert werden.
Zusätzlich wurde ein in vitro Transwell® Alveolarmodell zur Simulation pulmonaler Pilzinfektionen für Erreger der Ordnung Mucorales adaptiert, durch Reproduktion wichtiger Merkmale der Pathogenese von Mucormykosen validiert, und für Untersuchungen der Immunpathologie und Erreger-Invasion verwendet. Das Modell wurde anschließend zur in vitro Evaluation von radioaktiv markiertem Amphotericin B mit 99mTc oder 68Ga als nuklearmedizinischen Tracer verwendet. Die untersuchten Schimmelpilze zeigten dabei eine zeit- und dosis-abhängige Aufnahme der Tracer, während bakteriell infizierte Proben nicht detektiert wurden. Die erhobenen Daten dokumentieren ein vielversprechendes Potenzial von Amphotericin B-basierten Tracer, das in zukünftigen in vivo Studien weiter evaluiert werden sollte.
Das Multiple Myelom (MM) ist eine maligne hämatologische Erkrankung, die trotz großer Fortschritte in der Therapie immer noch eine schlechte Prognose hat.
Bisher ist es nicht möglich, mit einem bildgebenden Verfahren alle Fragen der Diagnostik, der Stadieneinteilung, des Therapiemonitorings und der Evaluation der Prognose des Multiplen Myeloms zu klären. Da es sich beim Multiplen Myelom aber um eine stark heterogene Erkrankung handelt, die eine frühzeitige individuelle Therapie erfordert, ist es unbedingt nötig Verfahren zu entwickeln, die eine spezifische Charakterisierung der Erkrankung bei jedem einzelnen Patienten ermöglichen.
In der vorliegenden Arbeit wurden die MM-Zelllinien INA-6, MM.1S und OPM-2 mit dem Proteasominhibitor MLN9708 behandelt. Behandelte und unbehandelte Zellen wurden mit dem Standardtracer 2-[18F]-Fluoro-2-Desoxy-D-Glukose (18F-FDG) oder dem in der Anwendung beim Multiplen Myelom neuen Aminosäuretracer [11C]-Methionin (11C-MET) inkubiert und die Aufnahme der Tracer zu bestimmten Zeitpunkten gemessen. Des Weiteren wurde die Ausprägung biologischer Merkmale der MM-Pathogenese bei behandelten und unbehandelten Zellen untersucht. Anschließend wurde ermittelt, ob ein Zusammenhang zwischen der Höhe der Traceraufnahme und der Ausprägung biologischer Merkmale der MM-Pathogenese bei behandelten und unbehandelten Zellen besteht.
Hierdurch soll geklärt werden, ob 11C-MET besser zur Diagnostik, dem Therapiemonitoring und der Evaluation der Prognose des Multiplen Myeloms geeignet ist als der Standardtracer 18F-FDG.
Es zeigte sich eine signifikant höhere 11C-MET-Aufnahme sowohl unbehandelter als auch behandelter Zellen im Vergleich zu 18F-FDG. Außerdem war eine Unterscheidung zwischen behandelten und unbehandelten Zellen mit 11C-MET besser möglich als mit 18F-FDG. Zwischen Traceraufnahme und biologischen Merkmalen der MM-Pathogenese, wie Proliferation, Expression von intrazellulären Leichtketten, CXCR4 und CD138, ergaben sich für behandelte und unbehandelte Zellen variable Zusammenhänge.
Die Ergebnisse legen nahe, dass 11C-MET besser zur Diagnostik und zum Therapiemonitoring des Multiplen Myeloms geeignet ist als der Standardtracer 18F-FDG.
Ob 11C-MET auch zur Stadieneinteilung und zur Evaluation der Prognose des Multiplen Myeloms besser geeignet ist als 18F-FDG, muss in weiteren Studien untersucht werden.
In der vorliegenden retrospektiven Analyse wurden Prognosefaktoren des differenzierten Schilddrüsenkarzinomes untersucht anhand eines Patientenkollektiv von 1174 Patienten, die im Zeitraum von 01.01.1980 bis 31.12.2004 an der Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin der Universität Würzburg eine Behandlung erhielten bzw. betreut wurden. Analysiert wurden sowohl tumorbezogene Prognosefaktoren wie Histologie, Tumorstadien, Lymphknotenstatus und Fernmetastasierung, zudem patientenspezifische Faktoren wie Alter und Geschlecht. Bezüglich dieser Prognosefaktoren konnten wir die Daten früherer Jahre am Patientengut der Würzburger nuklearmedizinischen Klinik bestätigen. Außerdem wurde die Auswirkung auf das krankheitsfreie Überleben in Abhängigkeit der postoperativen Tumorfreiheit und nach einer erfolgten Radioiodtherapie untersucht. Die Ergebnisse werden kritisch in den Kontext der aktuellen Studienlage gestellt.
Background: Recent developments in cellular reprogramming technology enable the production of virtually unlimited numbers of human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (hiPSC-CM). Although hiPSC-CM share various characteristic hallmarks with endogenous cardiomyocytes, it remains a question as to what extent metabolic characteristics are equivalent to mature mammalian cardiomyocytes. Here we set out to functionally characterize the metabolic status of hiPSC-CM in vitro by employing a radionuclide tracer uptake assay. Material and Methods: Cardiac differentiation of hiPSC was induced using a combination of well-orchestrated extrinsic stimuli such as WNT activation (by CHIR99021) and BMP signalling followed by WNT inhibition and lactate based cardiomyocyte enrichment. For characterization of metabolic substrates, dual tracer uptake studies were performed with \(^{18}\)F-2-fluoro-2-deoxy-D-glucose (\(^{18}\)F-FDG) and \(^{125}\)I-β-methyl-iodophenyl-pentadecanoic acid (\(^{125}\)I-BMIPP) as transport markers of glucose and fatty acids, respectively. Results: After cardiac differentiation of hiPSC, in vitro tracer uptake assays confirmed metabolic substrate shift from glucose to fatty acids that was comparable to those observed in native isolated human cardiomyocytes. Immunostaining further confirmed expression of fatty acid transport and binding proteins on hiPSC-CM. Conclusions: During in vitro cardiac maturation, we observed a metabolic shift to fatty acids, which are known as a main energy source of mammalian hearts, suggesting hi-PSC-CM as a potential functional phenotype to investigate alteration of cardiac metabolism in cardiac diseases. Results also highlight the use of available clinical nuclear medicine tracers as functional assays in stem cell research for improved generation of autologous differentiated cells for numerous biomedical applications.
BACKGROUND:
Recent developments in cellular reprogramming technology enable the production of virtually unlimited numbers of human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (hiPSC-CM). Although hiPSC-CM share various characteristic hallmarks with endogenous cardiomyocytes, it remains a question as to what extent metabolic characteristics are equivalent to mature mammalian cardiomyocytes. Here we set out to functionally characterize the metabolic status of hiPSC-CM in vitro by employing a radionuclide tracer uptake assay.
MATERIAL AND METHODS:
Cardiac differentiation of hiPSC was induced using a combination of well-orchestrated extrinsic stimuli such as WNT activation (by CHIR99021) and BMP signalling followed by WNT inhibition and lactate based cardiomyocyte enrichment. For characterization of metabolic substrates, dual tracer uptake studies were performed with \(^{18}\)F‑2‑fluoro‑2‑deoxy‑d‑glucose (\(^{18}\)F-FDG) and \(^{125}\)I‑β‑methyl‑iodophenyl‑pentadecanoic acid (\(^{125}\)I-BMIPP) as transport markers of glucose and fatty acids, respectively.
RESULTS:
After cardiac differentiation of hiPSCs, in vitro tracer uptake assays confirmed metabolic substrate shift from glucose to fatty acids that was comparable to those observed in native isolated human cardiomyocytes. Immunostaining further confirmed expression of fatty acid transport and binding proteins on hiPSC-CM.
CONCLUSIONS:
During in vitro cardiac maturation, we observed a metabolic shift to fatty acids, which are known as a main energy source of mammalian hearts, suggesting hi-PSC-CM as a potential functional phenotype to investigate alteration of cardiac metabolism in cardiac diseases. Results also highlight the use of available clinical nuclear medicine tracers as functional assays in stem cell research for improved generation of autologous differentiated cells for numerous biomedical applications.
Stem cell therapy holds great promise for tissue regeneration and cancer treatment, although its efficacy is still inconclusive and requires further understanding and optimization of the procedures. Non-invasive cell tracking can provide an important opportunity to monitor in vivo cell distribution in living subjects. Here, using a combination of positron emission tomography (PET) and in vitro 2-deoxy-2-[18F]fluoro-D-glucose ([18F]FDG) direct cell labelling, the feasibility of engrafted stem cell monitoring was tested in multiple animal species. Human mesenchymal stem cells (MSCs) were incubated with phosphate-buffered saline containing [18F]FDG for in vitro cell radiolabelling. The pre-labelled MSCs were administrated via peripheral vein in a mouse (n=1), rats (n=4), rabbits (n=4) and non-human primates (n=3), via carotid artery in rats (n=4) and non-human primates (n=3), and via intra-myocardial injection in rats (n=5). PET imaging was started 10 min after cell administration using a dedicated small animal PET system for a mouse and rats. A clinical PET system was used for the imaging of rabbits and non-human primates. After MSC administration via peripheral vein, PET imaging revealed intense radiotracer signal from the lung in all tested animal species including mouse, rat, rabbit, and non-human primate, suggesting administrated MSCs were trapped in the lung tissue. Furthermore, the distribution of the PET signal significantly differed based on the route of cell administration. Administration via carotid artery showed the highest activity in the head, and intra-myocardial injection increased signal from the heart. In vitro [18F]FDG MSC pre-labelling for PET imaging is feasible and allows non-invasive visualization of initial cell distribution after different routes of cell administration in multiple animal models. Those results highlight the potential use of that imaging approach for the understanding and optimization of stem cell therapy in translational research.
Die Radiosynoviorthese ist ein etabliertes Therapieverfahren zur Behandlung der Synovialitis.
Da bei der Radiosynoviorthese die Handhabung von radioaktiven β-Strahlern wie Yttrium, Rhenium und Erbium notwendig ist, sind bestimmte Schutzmaßnahmen einzuhalten. Zum Schutze des Patienten wurden Leitlinien aufgestellt, um die Strahlenbelastung so gering wie möglich zu halten. Die Exposition der bei der Vorbereitung und Applikation beteiligten Ärzte, Radiopharmazeuten sowie beteiligten Krankenschwestern bietet Raum für weitere Verbesserungen.
Eine Untersuchung des Bundesamt für Strahlenschutz dokumentiert höchst bedenkliche Zahlen, für die β-Ortsdosimetrie, die die zulässige Jahresdosis um ein Vielfaches überschreiten können.
Die Einführung von sogenannten Thermolumineszensdetektoren, getragen als Ringdosimeter an den Grundgelenken der Zeigefinger, sollen realistische Expositionswerte aufzeichnen und somit eine Kontrolle der Dosis ermöglichen. Diese TLD’s sind mit der Markierung „RSO“ gekennzeichnet und werden nur bei der Arbeit mit den radioaktiven Substanzen getragen. Die monatliche Auswertung dokumentiert die Strahlenexposition der beteiligten Personen.
In verschiedenen Studien wurden Methoden zur Minimierung der Strahlenexposition getestet. Sie führten zu dem Ergebnis, dass die Abschirmung mit Acrylglas, die Abstandshaltung durch langschenklige Zangen sowie das Tragen von Nitril-Handschuhen am effektivsten zu einer Verringerung der Expositionswerte beitragen.
Ziel dieser retrospektiven Auswertung von Daten aus drei Jahren war es, die Effektivität der an der Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin in Würzburg praktizierten Strahlenschutzmaßnahmen zu untersuchen.
Über einen Zeitraum von drei Jahren wurden 547 Gelenke in 368 Patienten mit 52.421 MBq, der drei Radionuklide 169Er, 186Re und 90Y behandelt. Die Oberflächenpersonendosis Hp(0,07) wurde mittels Fingerringdosimeter aufgezeichnet.
Die acht an der Radiosynoviorthese beteiligten Personen erhielten eine kumulative Hautdosis Hp(0,07) von 498 mSv. Die kumulative Dosis pro Aktivität betrug somit weniger als 10 mSv/Bq. Sie lag pro Arzt bei 1,1 μSv/MBq und pro MTA bei bis zu 4,5 μSv/MBq.
Die akkumulierte Hautdosis Hp (0,07) während der Radiosynoviorthese war somit weitaus geringer im Vergleich zu den gesetzlichen Vorgaben und den zur Verfügung stehenden publizierten Daten.
Background
Rhabdomyosarcoma is the most frequent malignant intraorbital tumour in paediatric patients. Differentiation of tumour recurrence or metastases from post-therapeutic signal alteration can be challenging, using standard MR imaging techniques. Diffusion-weighted MRI (DWI) is increasingly considered a helpful supplementary imaging tool for differentiation of orbital masses.
Case presentation
We report on a 15-year-old female adolescent of Caucasian ethnicity who developed isolated bilateral thickening of extraocular eye muscles about two years after successful multimodal treatment of orbital alveolar rhabdomyosarcoma. Intramuscular restricted diffusion was the first diagnostic indicator suggestive of metastatic disease to the eye muscles. DWI subsequently showed signal changes consistent with tumour progression, complete remission under chemoradiotherapy and tumour recurrence.
Conclusions
Restricted diffusivity is a strong early indicator of malignancy in orbital tumours. DWI can be the key to correct diagnosis in unusual tumour manifestations and can provide additional diagnostic information beyond standard MRI and PET/CT. Diffusion-weighted MRI is useful for monitoring therapy response and for detecting tumour recurrence.
Jod ist ein essentielles Spurenelement, welches der Mensch zur Aufrechterhaltung des ungestörten Schilddrüsenmetabolismus und davon beeinflussten verschiedenen Körperfunktionen benötigt. Weltweit gab und gibt es einen Jodmangel, der schwerwiegende gesundheitliche Folgen für das Individuum und wirtschaftliche Folgen für die Gesundheitssysteme des jeweiligen Landes hat. Auch Deutschland galt mit weiteren europäischen Ländern bis vor wenigen Jahren als Jodmangelgebiet. Durch intensive Aufklärungsarbeit und Programme zur Beseitigung des Jodmangels gelang es, diesen in vielen Ländern zu vermindern. Außer einer generellen Verwendung von Jodsalz in der Lebensmittelproduktion und den Privathaushalten, konnten noch weitere wichtige Jodquellen für die Bevölkerung in verschiedenen Studien belegt werden. Diese Studie beschäftigt sich mit der Ermittlung von Jodgehalt in Alltagsgetränken. Die Ergebnisse sind vergleichbar zu bereits veröffentlichen Studien und zeigen einen hohen Jodgehalt von Milch und Milchgetränken, sowie von Bier und Wein. Kein Jod in größeren Mengen hingegen enthält das regionale Leitungswasser, sowie Mineralwässer und diverse Fruchtsäfte. Somit kann der Verzehr von Milch und Milchgetränken und in Maßen auch Bier und Wein für eine jodreiche Ernährung empfohlen werden. Hingegen sollten Patienten in Vorbereitung zum Beispiel auf eine Radiojodtherapie Milch, Biere und Wein eher meiden und jodarme Getränke bevorzugen.
In 20 humanen, osteoporotischen Unterschenkeln wurde versucht eine Lauge-Hansen Supination-Eversions-Verletzung Stadium II zu reproduzieren. In 15 der 18 auswertbaren Proben waren Außenknöchelfrakturen induzierbar. Die Voraussetzung für die erfolgreiche Frakturinduktion war eine Mindestknochen- und Spongiosadichte des Außenknöchels gemessen mit pQCT an Innen- und Außenknöchel. Ansonsten kam es nur zu ligamentären fibularen oder tibialen Avuslionen. Entscheidend, ob eine Außenknöchelfraktur auf Höhe der Syndesmose oder distal entstand, war eine effektive, lateral gerichtete talofibulare Kraft. Jeweils sechs der 15 Außenknöchelfrakturen wurden mit winkelstabilen und nicht winkelstabilen Konturenplatten versorgt und biomechanisch getestet. Mit p kleiner 0,05 konnte signifikant gezeigt werden, dass zum Versagen der winkelstabilen Konturenplatte ein höheres Drehmoment und ein größere Außenrotation nötig waren, als für die nicht winkelstabilen Konturenplatte. Neben der biomechanischen Überlegenheit der winkelstabilen Konturenplatte konnte gezeigt werden, dass ihr Versagen im Gegensatz zur nicht winkelstabilen Konturenplatte unabhängig ist von der Knochendichte des Außenknöchels.
\(^{11}\)C-methionine (\(^{11}\)C-MET) is a new positron emission tomography (PET) tracer for the assessment of disease activity in multiple myeloma (MM) patients, with preliminary data suggesting higher sensitivity and specificity than \(^{18}\)F-fluorodeoxyglucose (\(^{18}\)F-FDG). However, the value of tumor burden biomarkers has yet to be investigated. Our goals were to corroborate the superiority of \(^{11}\)C-MET for MM staging and to compare its suitability for the assessment of metabolic tumor burden biomarkers in comparison to \(^{18}\)F-FDG. Twenty-two patients with newly diagnosed, treatment-naïve symptomatic MM who had undergone \(^{11}\)C-MET and \(^{18}\)F-FDG PET/CT were evaluated. Standardized uptake values (SUV) were determined and compared with total metabolic tumor volume (TMTV) for both tracers: total lesion glycolysis (TLG) and total lesion \(^{11}\)C-MET uptake (TLMU). PET-derived values were compared to Revised International Staging System (R-ISS), cytogenetic, and serologic MM markers such as M component, beta 2 microglobulin (B2M), serum free light chains (FLC), albumin, and lactate dehydrogenase (LDH). In 11 patients (50%), \(^{11}\)C-MET detected more focal lesions (FL) than FDG (p < 0.01). SUVmax, SUVmean, SUVpeak, TMTV, and TLMU were also significantly higher in \(^{11}\)C-MET than in \(^{18}\)F-FDG (p < 0.05, respectively). \(^{11}\)C-MET PET biomarkers had a better correlation with tumor burden (bone marrow plasma cell infiltration, M component; p < 0.05 versus p = n.s. respectively). This pilot study suggests that \(^{11}\)C-MET PET/CT is a more sensitive marker for the assessment of myeloma tumor burden than \(^{18}\)F-FDG. Its implications for prognosis evaluation need further investigation.
Prostate-specific membrane antigen (PSMA)-directed positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) is increasingly utilized for staging of men with prostate cancer (PC). To increase interpretive certainty, the standardized PSMA reporting and data system (RADS) has been proposed. Using PSMA-RADS, we characterized lesions in 18 patients imaged with \(^{18}\)F-PSMA-1007 PET/CT for primary staging and determined the stability of semi-quantitative parameters. Six hundred twenty-three lesions were categorized according to PSMA-RADS and manually segmented. In this context, PSMA-RADS-3A (soft-tissue) or -3B (bone) lesions are defined as being indeterminate for the presence of PC. For PMSA-RADS-4 and -5 lesions; however, PC is highly likely or almost certainly present [with further distinction based on absence (PSMA-RADS-4) or presence (PSMA-RADS-5) of correlative findings on CT]. Standardized uptake values (SUV\(_{max}\), SUV\(_{peak}\), SUV\(_{mean}\)) were recorded, and volumetric parameters [PSMA-derived tumor volume (PSMA-TV); total lesion PSMA (TL-PSMA)] were determined using different maximum intensity thresholds (MIT) (40 vs. 45 vs. 50%). SUV\(_{max}\) was significantly higher in PSMA-RADS-5 lesions compared to all other PSMA-RADS categories (p ≤ 0.0322). In particular, the clinically challenging PSMA-RADS-3A lesions showed significantly lower SUV\(_{max}\) and SUV\(_{peak}\) compared to the entire PSMA-RADS-4 or -5 cohort (p < 0.0001), while for PSMA-RADS-3B this only applies when compared to the entire PSMA-RADS-5 cohort (p < 0.0001), but not to the PSMA-RADS-4 cohort (SUV\(_{max}\), p = 0.07; SUV\(_{peak}\), p = 0.08). SUV\(_{mean}\) (p = 0.30) and TL-PSMA (p = 0.16) in PSMA-RADS-5 lesions were not influenced by changing the MIT, while PSMA-TV showed significant differences when comparing 40 vs. 50% MIT (p = 0.0066), which was driven by lymph nodes (p = 0.0239), but not bone lesions (p = 0.15). SUV\(_{max}\) was significantly higher in PSMA-RADS-5 lesions compared to all other PSMA-RADS categories in \(^{18}\)F-PSMA-1007 PET/CT. As such, the latter parameter may assist the interpreting molecular imaging specialist in assigning the correct PSMA-RADS score to sites of disease, thereby increasing diagnostic certainty. In addition, changes of the MIT in PSMA-RADS-5 lesions had no significant impact on SUV\(_{mean}\) and TL-PSMA in contrast to PSMA-TV.
Adrenocortical carcinoma (ACC) represents a rare tumor entity with limited treatment options and usually rapid tumor progression in case of metastatic disease. As further treatment options are needed and ACC metastases are sensitive to external beam radiation, novel theranostic approaches could complement established therapeutic concepts. Recent developments focus on targeting adrenal cortex-specific enzymes like the theranostic twin [\(^{123/131}\)I]IMAZA that shows a good image quality and a promising therapeutic effect in selected patients. But other established molecular targets in nuclear medicine such as the C-X-C motif chemokine receptor 4 (CXCR4) could possibly enhance the therapeutic regimen as well in a subgroup of patients. The aims of this review are to give an overview of innovative radiopharmaceuticals for the treatment of ACC and to present the different molecular targets, as well as to show future perspectives for further developments since a radiopharmaceutical with a broad application range is still warranted.
Für das klinische Management des Prostatakarzinoms werden nuklearmedizinische Verfahren zunehmend relevant. Bildgebung und Therapie, welche gegen das Prostataspezifische Membranantigen (PSMA) gerichtet sind, werden bereits im klinischen Alltag angewendet. Weitere potenzielle Biomarker des Prostatakarzinoms, wie beispielsweise der CXC-Motiv-Chemokinrezeptor 4 (CXCR4) und der Somatostatinrezeptor Typ 2 (SSTR2), werden zudem als nuklearmedizinische Zielstrukturen diskutiert. Vorangegangene Arbeiten legten einen Zusammenhang zwischen dem Ausmaß der PSMA-Expression und der Sensitivität gegenüber Docetaxel in Prostatakarzinomzellen nahe. Ein Ziel der vorliegenden Arbeit war, diesen Mechanismus genauer zu untersuchen. Dabei wurden die Aktivität onkogener Signalwege, die Proliferation und die CXCR4- sowie die Androgenrezeptor (AR)- Expression in Prostatakarzinomzelllinien mit unterschiedlicher PSMA-Expression durchflusszytometrisch quantifiziert. Im zweiten Projektteil sollte der Einfluss von Metformin und verschiedener, bereits in der Prostatakarzinomtherapie angewandter Medikamente (Docetaxel, Dexamethason, Abirateron und Enzalutamid), auf die Expression von PSMA, CXCR4 und SSTR2 untersucht werden. Die Quantifizierung der Expression erfolgte mittels Durchflusszytometrie. Ein kausaler Mechanismus für den Zusammenhang zwischen PSMA-Expression und Docetaxel-Sensitivität konnte in dieser Arbeit schließlich nicht hergestellt werden. Es zeigten sich jedoch vor allem Expressionsmodulationen von PSMA und CXCR4. Mittels Docetaxel konnte z.B. bei C4-2 Zellen eine Verdopplung der PSMA-Expression und eine Verdreifachung der CXCR4-Expression erreicht werden. Darüber hinaus zeigte die Behandlung mit Abirateron eine deutliche Heraufregulation der PSMA- Expression bei LNCaP und C4-2 Zellen, sowie eine Zunahme der CXCR4- Expression bei allen untersuchten Zelllinien. Sollte sich der Einfluss der medikamentösen Behandlung auf die Expression von PSMA und CXCR4 bestätigen, kann dies zukünftig zur verbesserten und individualisierten Diagnostik und Therapie von Prostatakarzinompatienten beitragen.
Stürze im Alter stellen ein ernstzunehmendes und häufiges Geschehen im Alter dar. Die Gründe sind multifaktoriell bedingt, wobei die Sarkopenie einen wichtigen Stellenwert einnimmt.
Eine an der Universität Würzburg entwickelte Bodenreaktionskraftmessplatte ermöglicht die Erfassung von Muskelkraft und Muskelleistung während natürlicher Bewegungsabläufe wie Kniebeugen oder Aufstehen von einem Stuhl.
In dieser Pilotstudie wurde untersucht, ob dieses Messverfahren als Screeningmethode
zur Erkennung von Muskelkraft und -leistungsdefiziten geeignet ist und ob ein Zusammenhang mit einem erhöhten Sturzvorkommen besteht. Bei 459 zu Hause lebenden mobilen Senioren zwischen dem 50. und 80. Lebensjahr wurde die Muskelkraft und Muskelleistung der unteren Extremitäten erfasst. Zudem wurden in einem Fragebogen Sturzrisikofaktoren und Stürze der letzten 12 Monate ermittelt.
Die Befunde zum Abbau von Muskelkraft und -leistung decken sich mit der gegenwärtigen Studienlage. Im Zusammenhang mit den angegegebenen Stürzen könnte anhand der Ergebnisse insbesondere die Muskelleistung eine Screeningmethode zur Einschätzung des Sturzrisikos darstellen. Weiterführende Studien scheinen anhand der Ergebnisse gerechtfertigt.
GTP cyclohydrolase 1, encoded by the GCH1 gene, is an essential enzyme for dopamine production in nigrostriatal cells. Loss-of-function mutations in GCH1 result in severe reduction of dopamine synthesis in nigrostriatal cells and are the most common cause of DOPA-responsive dystonia, a rare disease that classically presents in childhood with generalized dystonia and a dramatic long-lasting response to levodopa. We describe clinical, genetic and nigrostriatal dopaminergic imaging ([(123)I]N-ω-fluoropropyl-2β-carbomethoxy-3β-(4-iodophenyl) tropane single photon computed tomography) findings of four unrelated pedigrees with DOPA-responsive dystonia in which pathogenic GCH1 variants were identified in family members with adult-onset parkinsonism. Dopamine transporter imaging was abnormal in all parkinsonian patients, indicating Parkinson's disease-like nigrostriatal dopaminergic denervation. We subsequently explored the possibility that pathogenic GCH1 variants could contribute to the risk of developing Parkinson's disease, even in the absence of a family history for DOPA-responsive dystonia. The frequency of GCH1 variants was evaluated in whole-exome sequencing data of 1318 cases with Parkinson's disease and 5935 control subjects. Combining cases and controls, we identified a total of 11 different heterozygous GCH1 variants, all at low frequency. This list includes four pathogenic variants previously associated with DOPA-responsive dystonia (Q110X, V204I, K224R and M230I) and seven of undetermined clinical relevance (Q110E, T112A, A120S, D134G, I154V, R198Q and G217V). The frequency of GCH1 variants was significantly higher (Fisher's exact test P-value 0.0001) in cases (10/1318 = 0.75%) than in controls (6/5935 = 0.1%; odds ratio 7.5; 95% confidence interval 2.4-25.3). Our results show that rare GCH1 variants are associated with an increased risk for Parkinson's disease. These findings expand the clinical and biological relevance of GTP cycloydrolase 1 deficiency, suggesting that it not only leads to biochemical striatal dopamine depletion and DOPA-responsive dystonia, but also predisposes to nigrostriatal cell loss. Further insight into GCH1-associated pathogenetic mechanisms will shed light on the role of dopamine metabolism in nigral degeneration and Parkinson's disease.
Background. Equipped with two stationary detectors, a large bore collimator for medium-sized animals has been recently introduced for dedicated preclinical single-photon emission computed tomography (SPECT) imaging. We aimed to evaluate the basic performance of the system using phantoms and healthy rabbits. Methods. A general-purpose medium-sized animal (GP-MSA) collimator with 135 mm bore diameter and thirty-three holes of 2.5 mm diameter was installed on an ultrahigh-resolution scanner equipped with two large stationary detectors (U-SPECT5-E/CT). The sensitivity and uniformity were investigated using a point source and a cylinder phantom containing 99mTc-pertechnetate, respectively. Uniformity (in %) was derived using volumes of interest (VOIs) on images of the cylinder phantom and calculated as , with lower values of % indicating superior performance. The spatial resolution and contrast-to-noise ratios (CNRs) were evaluated with images of a hot-rod Derenzo phantom using different activity concentrations. Feasibility of in vivo SPECT imaging was finally confirmed by rabbit imaging with the most commonly used clinical myocardial perfusion SPECT agent [99mTc]Tc-sestamibi (dynamic acquisition with a scan time of 5 min). Results. In the performance evaluation, a sensitivity of 790 cps/MBq, a spatial resolution with the hot-rod phantom of 2.5 mm, and a uniformity of 39.2% were achieved. The CNRs of the rod size 2.5 mm were 1.37, 1.24, 1.20, and 0.85 for activity concentration of 29.2, 1.0, 0.5, and 0.1 MBq/mL, respectively. Dynamic SPECT imaging in rabbits allowed to visualize most of the thorax and to generate time-activity curves of the left myocardial wall and ventricular cavity. Conclusion. Preclinical U-SPECT5-E/CT equipped with a large bore collimator demonstrated adequate sensitivity and resolution for in vivo rabbit imaging. Along with its unique features of SPECT molecular functional imaging is a superior collimator technology that is applicable to medium-sized animal models and thus may promote translational research for diagnostic purposes and development of novel therapeutics.
Background. Mediating glucose absorption in the small intestine and renal clearance, sodium glucose cotransporters (SGLTs) have emerged as an attractive therapeutic target in diabetic patients. A substantial fraction of patients, however, only achieve inadequate glycemic control. Thus, we aimed to assess the potential of the SGLT-targeting PET radiotracer alpha-methyl-4-deoxy-4-[\(^{18}\)F]fluoro-D-glucopyranoside ([\(^{18}\)F]Me4FDG) as a noninvasive intestinal and renal biomarker of SGLT-mediated glucose transport. Methods. We investigated healthy rats using a dedicated small animal PET system. Dynamic imaging was conducted after administration of the reference radiotracer 2-deoxy-2-[\(^{18}\)F]fluoro-D-glucose ([\(^{18}\)F]FDG), or the SGLT-targeting agent, [\(^{18}\)F]Me4FDG either directly into the digestive tract (for assessing intestinal absorption) or via the tail vein (for evaluating kidney excretion). To confirm the specificity of [18F]Me4FDG and responsiveness to treatment, a subset of animals was also pretreated with the SGLT inhibitor phlorizin. In this regard, an intraintestinal route of administration was used to assess tracer absorption in the digestive tract, while for renal assessment, phlorizin was injected intravenously (IV). Results. Serving as reference, intestinal administration of [\(^{18}\)F]FDG led to slow absorption with retention of % of administered radioactivity at 15 min. [\(^{18}\)F]Me4FDG, however, was rapidly absorbed into the blood and cleared from the intestine within 15 min, leading to markedly lower tracer retention of % (). Intraintestinal phlorizin led to marked increase of [\(^{18}\)F]Me4FDG uptake (15 min, %; vs. untreated controls), supporting the notion that this PET agent can measure adequate SGLT inhibition in the digestive tract. In the kidneys, radiotracer was also sensitive to SGLT inhibition. After IV injection, [\(^{18}\)F]Me4FDG reabsorption in the renal cortex was significantly suppressed by phlorizin when compared to untreated animals (%ID/g at 60 min, vs. untreated controls, ; ). Conclusion. As a noninvasive read-out of the concurrent SGLT expression in both the digestive tract and the renal cortex, [\(^{18}\)F]Me4FDG PET may serve as a surrogate marker for treatment response to SGLT inhibition. As such, [\(^{18}\)F]Me4FDG may enable improvement in glycemic control in diabetes by PET-based monitoring strategies.