Instituto do Cérebro

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Imagem Molecular

A Imagem Molecular é um campo emergente que visa localizar e quantificar as alterações de processos biológicos moleculares in vivo de forma precoce, eficaz, não invasiva ou minimamente invasiva por meio de um radiofármaco específico. Assim, pode ser aplicada no estudo de imagem em modelos animais e em humanos, fazendo a ponte com a medicina de precisão, pois permite medir e quantificar estas alterações moleculares, indicando as melhores terapêuticas para cada indivíduo (medicina personalizada).

No Brasil, o grupo de Imagem Molecular do Instituto do Cérebro é pioneiro no mapeamento de receptores cerebrais com novos radiotraçadores utilizados na técnica de SPECT-CT (Tomografia Computadorizada por Emissão de Fóton Único acoplada a Tomografia Computadorizada).

Imagem Molecular

Linhas de Pesquisa

Radiofarmácia

Desenvolvimento e validação de radiofármacos

Validação da marcação e controle de qualidade do radiofármaco TRODAT-1-99mTc

Desenvolvimento do radiofármaco IBZM-123I

Desenvolvimento do radiofármaco ß-CIT-123I

Outro projeto em andamento envolve a produção e otimização dos processos de marcação e controle de qualidade do radiofármaco ß-CIT-123I (2ß-carboximetoxi-3ß-(4'[123I]fenil) tropano) que é um análogo da cocaína com afinidade pelo transportador de dopamina pré-sináptico (TDA), que pode ser utilizado no diagnóstico precoce e acompanhamento da Doença de Parkinson utilizando a técnica de imagem SPECT. Sua importância está na diferenciação do parkinsonismo degenerativo de outras condições não associadas com a perda de dopamina. Após o desenvolvimento deste radiofármaco, iniciaremos os estudos pré-clínicos.

Estudos pré-clínicos do radiofármaco 177Lu-DOTA-Substância-P para definição de modelo para estudo de toxicidade tardia da radiação

O radiofármaco 177Lu-DOTA-Substância P se liga aos receptores de neuroquinina do tipo 1 (NK1) que apresentam uma super expressão em tumores cerebrais malignos o que torna a substância P uma importante alternativa de molécula carreadora de radiosótopos. O nosso grupo está colaborando com a pesquisadora Elaine Bortoleti de Araújo e Laís Fernanda Alcarde do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) no desenvolvimento de um modelo animal experimental de tumor intracraniano de glioma induzido com células C6 em ratos Wistar, no qual o radiofármaco será administrado intratumoral. Estudos pré-clínicos serão realizados para início dos estudos clínicos.


Estudos Clínicos

Diagnóstico da Doença de Parkinson com TRODAT-1-99mTc

Em 2005, o grupo de Imagem Molecular iniciou os primeiros estudos no Brasil em parceria com o Institute of Nuclear Energy de Taiwan utilizando o TRODAT-1-99mTc como um radiofármaco capaz de radiomarcar transportadores de dopamina. Os primeiros trabalhos, publicados em revistas nacionais de referência na área de neurologia e psiquiatria serviram para determinar os pontos de corte e valores de sensibilidade e especificidade da técnica, quando comparados indivíduos sabidamente portadores de doença de Parkinson (doença neurodegenerativa cuja disfunção dopaminérgica é um marco importante) versus controles.

Após os primeiros estudos de validação do método, as pesquisas foram focadas na tentativa de estabelecer diferenças entre fenótipos distintos de doença de Parkinson, em particular, aqueles com a forma de início precoce (antes 50 anos de idade) versus tardia (após 50 anos de idade). Curiosamente, os exames de SPECT com TRODAT-1-99mTc demonstraram maior disfunção dopaminérgica nos indivíduos com doença de Parkinson de início precoce, muito embora sejam estes os pacientes com as formas que progridem mais lentamente.

Alinhado com a utilidade clínica do método e, em especial, sua capacidade para auxiliar nos casos de dúvida diagnóstica, o grupo estudou uma série de pacientes que possuíam dúvida diagnóstica entre doença de Parkinson e tremor essencial, além de outras formas de parkinsonismo degenerativo e não-degenerativo. Este trabalho resultou em publicações internacionais e finalmente culminou com a introdução desta técnica de imagem molecular no Brasil, disponível nos grandes centros comercialmente.

Cintilografia miocárdica na doença de Parkinson

O sistema nervoso autônomo simpático pode estar comprometido em diversos problemas do coração, assim como na doença de Parkinson (DP), segunda doença neurodegenerativa mais comum. A cintilografia com metaiodobenzilguanidina-123I (MIBG-123I) avalia os terminais pós-ganglionares simpáticos, porém seu uso clínico na DP não está padronizado no Brasil. Conforme a literatura, o MIBG-123I auxilia diferenciar DP versus controles saudáveis e outras doenças neurodegenerativas, como a atrofia de múltiplos sistemas (AMS), importante diagnóstico diferencial com DP.

No início de 2013, o grupo de Imagem Molecular iniciou um projeto com o objetivo pioneiro de padronizar o uso clínico do MIBG-123I para DP no Brasil, assim como avaliar dois pontos originais. Primeiro, se há diferença na captação miocárdica de MIBG-123I na DP de início precoce (DPIP; =45 anos) versus DP de início tardio (DPIT; =60 anos) e, segundo, se portadores de AMS com captação miocárdica normal versus alterada de MIBG-123I têm densidades de transportador de dopamina cerebral diferentes.

Desenvolvimento e validação de radiofármacos

Desenvolvimento de radiotraçadores para o diagnóstico e tratamento de doenças do Sistema Nervoso Central

O grupo de Imagem Molecular em colaboração com a pesquisadora Luciana Malavolta Quaglio, da Santa Casa de São Paulo, está desenvolvendo a marcação e o controle de qualidade de peptídeos como potenciais radiofármacos para o diagnóstico e tratamento de doenças do Sistema Nervoso Central.

Validação da marcação e controle de qualidade do radiofármaco TRODAT-1-99mTc

Antes do TRODAT-1-99mTc ser utilizado em estudos clínicos para a avaliação da doença de Parkinson, Transtorno Obsessivo Compulsivo e Transtorno de Estresse Pós-Traumático, o grupo modificou e validou seu processo de marcação. Além disso, desenvolveu e validou a técnica de controle de qualidade por cromatografia em papel.

Desenvolvimento do radiofármaco IBZM-123I

O grupo encontra-se em fase inicial dos estudos relacionados à produção, validação e controle de qualidade do IBZM-123I, a princípio o objetivo é utilizá-lo na obtenção de imagens tomográficas SPECT in vivo para avaliarmos a biodistribuição de transportadores e receptores dopaminérgicos em pequenos animais de experimentação e, posteriormente, estudar a possibilidade de aplicá-lo em estudos clínicos.


Estudos pré-clínicos e instrumentação

Imagem Molecular em animais de experimentação

O grupo de Imagem Molecular está trabalhando no desenvolvimento de instrumentação e padronização de protocolos para a obtenção de imagens tomográficas SPECT de órgãos de pequenos animais de experimentação, com ênfase em imagens do sistema nervoso central. Durante os últimos anos, trabalhamos na caracterização do equipamento SPEM (Single Photon Emission Microscope) para uso em rotina de experimentação, como parte de uma colaboração com as Universidades de Chicago e de Illinois UC. Foi verificado que o aparelho pode produzir registros tomográficos com resolução espacial melhor do que 500 micrômetros, porém com sensibilidade limitada, e foram obtidas imagens de diferentes órgãos de camundongos. No momento, estamos desenvolvendo a Brazuka, que é um novo instrumento para obtenção de imagens SPECT, o qual segue um princípio de funcionamento semelhante ao do SPEM, porém com maior sensibilidade e que permite o estudo de animais maiores, como: camundongos, hamsters ou ratos jovens.

Um protótipo da Brazuka, consiste em uma cabeça detectora que combina um detector de alta resolução espacial, um intensificador de imagens e uma câmara CCD de alto desempenho.


Pesquisadores

Ana Claudia Camargo Miranda

Especialista Radiofarmácia e representante do grupo

Graduação em Biomedicina pela Universidade de Santo Amaro (UNISA)

Habilitação em Imagenologia junto ao Conselho Regional de Biomedicina, experiência em Medicina Nuclear, PET-CT e Radiofarmácia

MBA em Administração Hospitalar e Negócios da Saúde pela Universidade Santo Amaro (UNISA)

Mestre em Tecnologia Nuclear – Aplicações (Radiofarmácia) pelo Instituto de Pesquisa e Energia Nuclear (IPEN/USP)

Formação em Pesquisa Clínica pelo INVITARE Pesquisa Clínica

Especialista em Radiofarmácia do Instituto Israelita de Ensino e Pesquisa do Hospital Israelita Albert Einstein (IIEPAE)

Coordenadora do curso de pós graduação em Radiofarmácia da Faculdade de Enfermagem do Hospital Israelita Albert Einstein

Currículo Lattes

ana.miranda@einstein.br

Marycel Rosa Felisa Figols de Barboza

Especialista Radiofarmácia

Graduação em Farmácia pela Facultad de Química y Farmácia (1960)

Mestre em Ciências pela Universidade de São Paulo

Gerente de Produção de Radiofármacos na Diretoria de Radiofarmácia do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN/USP)

Especialista em Radiofarmácia do setor de Medicina Nuclear do Hospital Albert Einstein

Currículo Lattes

marycel.barboza@einstein.br

Ana Cláudia Ranucci Durante

Pesquisadora associada

Danielle Vieira Sobral

Aluna de mestrado

Jorge Mejia Cabeza

Pesquisador associado

Engenheiro Mecânico (1995) pela Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colômbia.

Mestre (1997) e Doutor em Astrofísica (2002) pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).

Pós-Doutoramento (2002- 2004) em Desenvolvimento de Instrumentação e Ferramentas Computacionaies para Aquisição e Processamento de Dados em Cosmologia.

Pós-Doutoramento (2004-2007) em Desenvolvimento de Instrumentação e Ferramentas Computacionaies para Aquisição e Processamento de Dados em Astrofísica de Altas Energias.

Bolsista (2008-2010) do Programa de Apóio a Jovens Pesquisadores da FAPESP desenvolvendo o Projeto "Desenvolvimento de Instrumentação e de Algoritmos de Processamento de Dados para a Produção de Imagens Cintilográficas de Pequenos Animais com Resolação Espacial e Temporal Elevadas".

Pesquisador bolsista do Instituto do Cérebro (IIEPAE), onde trabalha em desenvolvimento de instrumentação e na padronização dos procedimentos de aquisição e processamento de imagens para tomografia SPECT de pequenos animais.

Currículo Lattes

jorge.cabeza@einstein.br

Luciana Malavolta Quaglio

Pesquisadora colaboradora


Pesquisa pré-clínica

Clique nas imagens abaixo para saber mais

Imagens do cérebro de camundongo adquirida no SPEM. As imagens representam a reconstrução volumétrica do cérebro do camundongo, indicando a ligação do radiofármaco TRODAT-1-99mTc ao transportador de dopamina nas regiões do estriado dorsal direito e esquerdo. (a) corte coronal e (b) corte transversal. StrL – estriado esquerdo; StrR – estriado direito


Imagens do coração de camundongo adquirida no SPEM. As três imagens (a, b e c) representam a reconstrução volumétrica do coração do camundongo marcado com MIBI-99mTc. (a, b e c) representam cortes paralelos ao eixo curto cardíaco

Imagens dos rins de camundongo adquirida no SPEM. As imagens representam a reconstrução volumétrica dos rins do camundongo marcados com o radiofármaco DMSA-99mTc. (a) corte transversal e (b) corte coronal

Imagens da tireoide de camundongo adquiridas no SPEM. As imagens representam a reconstrução volumétrica da tireoide do camundongo marcada com Pertecnetato de sódio. (a) corte coronal; (b) corte sagital e (c) corte transversal

Imagens dos pulmões de camundongo adquiridas no SPEM. As imagens representam a reconstrução volumétrica dos pulmões do camundongo marcados com o radiofármaco MAA-99mTc. (a) corte coronal, (b) corte transversal e (c) corte sagital


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Pesquisa clínica

Imagens cerebrais adquiridas em SPECT indicando a ligação do radiofármaco TRODAT-1-Tc aos transportadores de dopamina (TDA) nas regiões do estriado (setas). (a) representa o cérebro de um indivíduo saudável revelando uma densidade de TDA normal; (b) representa o cérebro de um indivíduo portador da doença de Parkinson com a densidade do TDA significativamente diminuída.

Imagens cerebrais de um indivíduo com Transtorno Obsessivo Compulsivo (TOC) adquiridas em SPECT, indicando a ligação do radiofármaco TRODAT-1-Tc aos transportadores de dopamina nas regiões do estriado (setas), sendo (a) corte coronal, (b) corte sagital e (c) corte transaxial.

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Imagens cerebrais de um indivíduo com Transtorno de Estresse Pós-Traumático (TEPT) adquiridas em SPECT. (A) e (B) representam a delimitação manual da região do estriado e da região occiptal para calcular o potencial de ligação do TRODAT-1-Tc aos transportadores dopaminérgicos.


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Publicado em 21/11/2014


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