- PDF Free Download

Átírás

1 Ráktörténelem Legrégebbi leírás: egyiptomi papirusz, Kr. e. Leletek: Homo erectus, Burkitt limfóma? Bronzkori koponya 2400 éves perui inka, melanóma gyanú - Hippokrátesz: - jóindulatú rosszindulatú daganat különbség - rák elnevezés - Galenus ( ) onkológia könyv - Adrian Helveticus, XVII. sz. műtét - Giovanni Morgagni, Padua, 1761: posztmortem biopszia - Röntgen, 1896.

2 Tumordiagnosztika - Ha már fáj - Észlelés (látvány, tapintás) - Biopszia, szövettan - Röntgen (mellkasröntgen, mammográfia, stb) - Scintigráfia - CT - SPECT (Single photon emission computed tomography) a véráramban marad a jelzett anyag - PET (Positron emission tomography) a szövetek adszorbeál(hat)ják a jelzett anyagot - Immundiagnosztika tumormarkerek - DS chip/ds array

3 Melanóma

4 Emlőrák túlélési esélye a stádium függvényében Stádium Ötéves relatív túlélési arány 0 100% I 98% IIA 88% IIB 76% IIIA 56% IIIB 49% IV 16% Forrás: American Cancer Society

6 Biopszia, szövettan - Atípusos szöveti struktúra - Pleiomorfizmus: daganaton belül is különböző szöveti struktúra - Magas sejtosztódási arány, gócok - Infiltratív növekedés

7

9 1896 Wilhelm Conrad Röntgen: katódsugárzás biológiai képalkotásra (obel díj, 1901)... Antoine Henri Becquerel, M. Sklodowska-Curie, P.Curie: természetes radioaktivitás, természetes izotópok (obel díj, 1903) 1910-es évek, Hevesy György: izotópok, mint biológiai jelzőanyagok (obel díj, 1943) Részecskegyorsítók mesterséges izotópok előállítására, Szilárd Leó elképzelése alapján Ernest. Lawrence valósítja meg (obel díj, 1939) 1932 Carl D. Anderson, pozitron (új elemi részecske) felfedezése (obel díj, 1936) 1934 Frederic Joliot és Irene Joliot-Curie, első mesterségess izotóp, amelyik pozitront bocsát ki (obel díj, 1935)

10 1970-es évek Godfrey. Hounsfield: első számítógépes tomográf, CT, MRI, PET technikák megalapozása (obel díj, 1980) 1975 Michael Ter-Pogossian et al.: első PET kamera, 18F-fluoro-dezoxi-glükóz (

11 Tüdőtumor diagnosztika - összevetés

12 ormal mammogram Mammogram showing carcinoma ncology in Practice p.4, 3/1994

14 Csont scintigráfia Megnövekedett foszforanyagcsere a tumoros csontszövetben Foszforsavszármazékok nagyobb mértékű beépülése 99M Tc-jelzett foszforsavszármazékok alkalmazása Mo 66.7 H e - 99 M43 Tc 6.03 H γ γ 3 γ Tc 2.12X10 5 Y 0.0 e Ru Stabil

15 Tc99-jelzett foszforsavszármazékok csont scintigráfiára CH 2 P 3 H 2 P 3 H 2 CH 2 As 3 H 2 As 3 H 2 CH 2 S 3 H S 3 H Methane-diphosphonic acid (MDP) Szintézis: J.Chem.Soc.1465 (1947) Alkalmazás: J.ucl.Med. 14, 640 (1973) 1980 Michaelis-Arbusov reakció ( R = etil) + P(R) 3 ClCH 2 P(R) o -RCl (R) 2 P-CH 2 - P(R) 2 HCl (H) 2 P-CH 2 - P(H) 2 trietilfoszfit klórmetán foszforsav dietil észter metán difoszforsav dietil észter metán difoszforsav

16 Tc99-jelzett foszforsavszármazékok csont scintigráfiára CH 2 P 3 H 2 P 3 H 2 R 1 R 2 C P 3 H 2 P 3 H 2 HC - H 2 C HC - H 2 C H 2 C H 2 C C P 3 H 2 P 3 H 2 MDP H H 2 C C P 3 H 2 P 3 H 2 HC H HC C P 3 H 2 P 3 H 2 HC HC - H 2 C 3,3-difoszfono-1,2-propándikarbonsav, DPD Szintézis (R = etil) (R) 2 P-CH 2 - P(R) 2 + CH 2 - CR CH 2 - CR Ra (R) 2 P-CH - P(R) 2 CH - CR HCl (H) 2 P-CH - P(H) 2 CH - CH MDP-tetraalkil észter maleinsav-dialkil észter CH 2 - CR CH 2 - CH Z.Anorg.Alig.Chem. 457, 219 (1979)

17 Femur-to-blood uptake ratio (Q) of Tc 99m carboxyphosphonates as function of time after i.v. in the rat.

18 Csontmetasztázis (emlőtumor) kimutatása

19 Csontmetasztázis (karcinoma) Csonthártya gyulladás Tc99 m -3,3-difoszfono-1,2-propándikarbonsav

21 Tomográfiás képalkotó eljárások összevetése MRI CT SPECT PET Fizikai alap Atommagok mágneses röntgensugárzás foton pozitron emisszió rezonenciája transzmisszió emisszió koincidencia detektálás Gyakori izotópok Ga I 2 (kontraszt) l Mit vizsgál? struktura struktura funkció funkcó Felbontás < 1 mm 1 mm 4-5 mm 2,8 mm Adatgyűjtési idő 20 perc 2 perc 15 perc 20 perc Átlagos biológiai sugárterhelés (msv) Gulyás B. Magyar Tudomány, 1999

22 PET Positron emission tomography Foton-pár detektálás

23 P(béta + )ET radionuclides commonly used in oncology Radionuclide Half-life Used to measure 15 2 C 15 2, H 2, 2 min Blood flow 2 xygen metabolism butanol H 3 10 min Blood flow 11 C 11 C-Met, 11 C-Tyr 20 min Amino acid uptake 11 C-glucose Glucose utilisation 11 C-thymidine Proliferation 11 C-somatostatin Somatostatin receptor 68 Ga 68 Ga-EDTA 68 min Blood-brain barrier 18 F 18 F-deoxyglucose (FDG) 110 min Glucose utilisation 18 F-deoxyuridine Pyridine uptake 18 F-fluorouracil Drug uptake 18 F-estradiol 18F-DPA Estrogen receptors 124 I 4 days Wells, P. et Monoclonal al. Clin.ncol, antibodies 1996

24 P(béta + )ET izotópok előállítása és jellemzése Izotóp Hatótávolság Felezési Maximális Magfizikai idő energia reakció 15 8 mm 2 min 1,74 MeV 14(d,n) mm 10 min 1,20 MeV 12C(d,n) C 4 mm 20 min 0,97 MeV 14(p,a) - 11C 18 F 2 mm 110 min 0,64 MeV 18(p,n) 18F

25 A pozitron keletkezési helyéről kb. 1 mm-re eltávolodva ütközik elektronnal és annihilálája egymást. Ekkor két 511 kev-os gamma foton keletkezik. E két foton egy tengely mentén két ellentéstes irányba szétsugárzódik. A fotonokat szcintillációs detektorokban (PET kamera) regisztrálják. Ezek általában ai vagy Bi 4 Ge 3 12 kristályt tartalmaznak, amelyek nagy hatékonysággal alakítják át látható fény tartományába eső fotonná.

26 Radiolabelled drugs for use in PET Radiolabelled drugs Use 13 -cisplatin kinetic studies 13 or 11 C-carmustine kinetics in normal brain and glioma ( 11 C--methyl)temozolomide in vivo mechanism of action 11 C-adriamycin in vivo quantify MDR 57 Co-bleomycin tumour and normal tissue kinetics 16-α-( 18 F)-fluoroestradiol-17-β measurements of receptor concentration 18 F-5-fluorouracil kinetics, predicting response

27 Radiolabelled drugs for use in PET 2-18 F-2-dezoxi-D-glükóz (FDG) (- a glükózhoz hasonló a metabolizmusa, sejtbejutása, de ki is ürül -emelkedett tumorfelvétel) hexokináz 2-18 F-2-dezoxi-D-glükóz-6-foszfát (felhalmozódik a sejtben és nem ürül ki) glükóz glükóz-6-foszfát Review: Conti PS et al. ucl.med.biol. 23, 717, 1996

28 Tüdőtumor kimutatása: 18 F-dezoxiglükóz - PET yirokcsomó metasztázis agy/hólyag (normális) C.S.Brock et al. Eur.J.ucl.Med. 24: 691 (1997)

29 Radioaktív izotóp konjugátumok Bioszintetikus módszer Kémiai szintézis 15 C, 3 H, 14 C, 32 P, 35 S Közvetlen pl. Tyr, His módosításával Közvetett a) Kovalens kötés b) Komplex kötés

30 Radioaktív izotópok közvetlen beépítése Példa: 125 I, 131 I In vitro (17 jód-, 13 bróm-, 6 klór-, 2 fluorizotóp t ½ > 3 perc) Hosszú féléletidő Alacsony energiájú foton kibocsátás (nincs részecske) In vivo IMAGIG X-ray vagy γ-sugárzó SPECT, PET γ-kamera Viszonylag magas energia, rövid féléletidő In vivo TERÁPIA em optimális (nagy energia: veszélyforrás) Alacsony energia, hosszú féléletidő

31 α-bomlás [biológiai közegben: mm] A Z Y A-4 Z-2 X He β-bomlás e - emisszió 3 1 H He + e - + n e neutron proton + elektron + antineutrínó e - befogás K Ar elektron + proton neutron e + emisszió 11 6 C B 6 + e + + n e proton pozitron + neutrínó γ-bomlás A Y * A Y + γ

32 A radioaktív mag kiválasztását befolyásoló tényezők Radioaktív mag Elérhetőség Ár Fizikai félélet Legfontosabb gamma energia (kev) 123 I Kicsi Magas 13 óra I Jó Alacsony 8 nap In Jó Közepes 67 óra Ga Jó Közepes 78 óra m Tc Jó Alacsony 6 óra 141

33 Jódizotóp bejuttatása fehérjébe 1. Klóramin-T módszer Greewood, FC et al. Biochem J (1963) Wilbur, DS Bioconjugate Chem (1992) C H 3 S Cl -Cl-p-toluol szulfonsav I + 2 H+ H C S H ICl (a 125 I) His Tyr 125 I H + H 125 I 30 s 30 perc vízoldékony ph 7 foszfátpuffer 0.05 M

34 2. Immobilizált klóramin-t (ID-BEADS) U.S. Patent és polisztirol mátrix 3 mm CH S - Cl 2 5 perc jó protein visszanyerés enyhébb körülmények ph ID-GE Fraker, PJ és Speck, JC BBRC (1978) Cl Cl Cl Cl I - + H + (a 125 I) Cl Cl H Cl I Cl 1,3,5,6-tetraklór-3a,6a-difenilglicouril vízben nem oldódik felszínre kell felvinni gyors leállítás az oldószer megvonással

35 Marcholonis JJ Biochem J (1969) Enzim katalízis a) H 2 2 H I I2 H 2 I + + I - laktoperoxidáz laktoperoxidáz H + Tyr His ph függő (ph 6 7) H 2 2 tisztasága!

36 Enzim katalízis H b) In situ H 2 2 előállítás: immobilizált enzimek H H H H glükóz glükóz oxidáz H H oldhatatlan gyöngy immobilizált glükóz oxidázzal és laktoperoxidázzal H H δ-glükonolakton H 2 2 hidrogén peroxid 125 I - laktoperoxidáz I 2 reaktív jód

37 A növekvő mértékű jelölés hatása a fehérje immunológiai aktivitására az eredeti immunológiai aktivitás maradéka % 1 antiszérum 2 antiszérum szubsztituált jód atomok száma fehérjemolekulánként

38 -szukcinimidil 3-(4-hidroxi 5-[ 125 I]jódfenil) propionát (Bolton és Hunter reagens) H 125 I H + a 125 I Klóramin-T jódozási reakció -szukcinimidil 3-(4-hidroxifenil) propionát Bolton és Hunter reagens 125 I H konjugációs H 2 + H H 125 I-dal jelölt fehérje reakció H H H fehérjében levõ lizin ε-amino csoportja jelölendõ

39 Radioaktívan jelölt emberi növekedési hormon gélszűrése, a nyert frakciók immunológiai aktivitása 2 csúcs összes beütés beütés/perc (ezer) beütések az antiszérummal számolva 1 csúcs 3 csúcs frakciószám

40 Radioaktívan jelölt inzulin elválasztása fordított fázisú HPLC-vel minta injektálás jelöletlen inzulin elúciós helye Radioaktivitás B eluens % Abszorbancia A eluens: 0.2M ammónium acetát B eluens: acetonitril

41 Radioaktív izotópok beépítése kelátorokkal Lineáris kelátorok - R H H + DTPA amint tartalmazó molekula R H - H + - Dietilén triamin pentaecetsav S C S C H R - H - R H DTTA tiourea kötés képzõdés

42 Lineáris kelátor C H 3 H H H H H 2 DFA deferoxamin

43 Ciklikus kelátorok TA 1,4,7-triazaciklononán-,',''-triecetsav - - DTA 1,4,7,10-tetraazaciklododekán-,','','''-tetraecetsav TETA 1,4,8,11-tetraazaciklotetradekán-,','','''-tetraecetsav

45 Tumorantigének Tumorhoz asszociált antigének Tumorspecifikus antigének ormálisan fejlődő szövetben is Embrionális antigének (CEA) ormális sejteken kevesebb antigén Kizárólag tumorsejteken előforduló szerkezetek Kémiai, fizikai karcinogének vagy vírusok okozta tumor

46 Tumormarkerek a klinikai gyakorlatban Hólyag CEA Emlő CEA, CA 15-3, ferritin Méhnyak CEA Vastagbél CEA, CA 19-9, tejsav-dehidrogenáz Gyomor CEA, CA 19-9, CA 72-4 Leukémia ferritin, tejsav-dehidrogenáz Limfóma β-2-mikroglobulin, ferritin, tejsav-dehidrogenáz Tüdő (kissejtes) CEA, bombezin, kalcitonin Petefészek CA 125, CEA Pajzsmirigy tireoglobulin, kalcitonin Vese eritropoetin, renin Here α-fetoprotein, tejsav-dehidrogenáz Egészséges populáció szűrésére nem alkalmas Műtét/kezelés utáni szűrés: kiújulás észlelése Fingerprint Mucinok

48

49 DS (oligonukleotid) chip

50 Expression levels of 50 genes most highly correlated with the acute lymphoblastic leukemia (ALL) and acute myeloid leukemia (AML). Expressed in ALL Expressed in AML Expression levels greater than the mean: red, below the mean: blue. TR Golub et al Science 286: 531 (1999)

51 Expression levels of predictive 50 genes most highly correlated with the ALL-AML in independent dataset. Expressed in ALL 35 patients Expressed in AML Expression levels greater than the mean: red, below the mean: blue. TR Golub et al Science 286: 531 (1999)