Pesquisadores da Escola de Engenharia Biomédica e Ciências de Imagem publicaram um novo estudo explorando pela primeira vez o uso do rastreamento de partículas por emissão de pósitrons (PEPT) em um sujeito vivo.



A tecnologia PEPT permite a localização e rastreamento 3D de uma única partícula radioativa em sistemas grandes, densos e/ou opticamente opacos, o que é difícil de estudar usando outras metodologias. A tecnologia é atualmente usada para estudar fluxos em sistemas mecânicos complexos, como grandes motores, misturadores industriais, etc., mas ainda não foi traduzida para uso em aplicações biomédicas.

PEPT tem sido anteriormente uma área inexplorada em imagens biomédicas devido à falta de métodos para isolar e radiomarcar uma única partícula de tamanho pequeno o suficiente e com radioatividade suficiente para permitir que ela seja injetada e detectada em um indivíduo vivo.

Neste novo estudo publicado na revista Nature Nanotechnology , o autor principal, Dr. Juan Pellico, e uma equipe multidisciplinar liderada pelo Dr. Rafael T. M. de Rosales foram capazes de sintetizar, radiomarcar e isolar uma única partícula submicrométrica de sílica com radioatividade suficiente para permitir a detecção com imagens PET padrão e PEPT pela primeira vez .

"Nossa ambição é desenvolver ainda mais essas descobertas e desenvolver rastreadores PEPT aprimorados que nos permitirão explorar completamente o potencial do PEPT na biomedicina para fornecer informações de todo o corpo sobre a dinâmica do fluxo sanguíneo em diferentes ambientes, com aplicações únicas, como o estudo de complexos fluxo sanguíneo multifásico, crucial na fisiologia clínica e na administração de medicamentos", afirma o Dr. Rafael T.M. de Rosales, leitor de química de imagem na Escola de Engenharia Biomédica e Ciências de Imagem.

"Outras aplicações potenciais incluem o uso de partículas únicas para radioterapia ou cirurgia guiada por PEPT de alta precisão. Além disso, o PEPT in vivo com células radiomarcadas únicas deve permitir a avaliação do movimento e migração de células individuais e sua interação com vasos sanguíneos e tecidos. PEPT permite triangular a posição de uma única partícula dentro do corpo com alta precisão e em tempo real.

"Nos atuais métodos de imagem PET, injetamos bilhões ou até trilhões de moléculas radiomarcadas nos pacientes e as imagens resultantes representam sua distribuição média após um período de tempo, geralmente de 10 a 30 minutos.

“Isso não fornece informações sobre a velocidade dessas moléculas ou sua localização exata dentro do corpo em tempo real, o que poderia ser útil para o estudo da hemodinâmica ou de como o sangue flui através dos vasos.

"O PEPT, ao rastrear partículas únicas em tempo real, deve permitir o estudo da velocidade, densidade e dinâmica geral do fluxo sanguíneo que atualmente são impossíveis de estudar por qualquer outra modalidade de imagem. O estudo da hemodinâmica no nível do corpo inteiro é particularmente oportuno porque agora estão disponíveis scanners clínicos PET de corpo inteiro, um dos quais será instalado em breve aqui no King's."

O PEPT in vivo tem o potencial de fornecer avanços importantes na avaliação de eventos anormais em doenças cardiovasculares ou câncer, onde o fluxo sanguíneo tem um impacto proeminente.

As aplicações clínicas futuras podem incluir a análise detalhada do fluxo sanguíneo e dos gradientes de pressão em lesões como tumores ou lesões vasculares, onde o fluxo sanguíneo é anormal, o que poderia ser usado para orientar as opções de tratamento para os pacientes.

Mais informações: Pellico, J. et al, Rastreamento de partículas de emissão de pósitrons em tempo real (PEPT) in vivo e PET de partícula única. Nanotecnologia da Natureza (2024). DOI:10.1038/s41565-023-01589-8
Informações do diário: Nanotecnologia da Natureza

Fornecido pelo King's College London