PET Scan ‘full-body’ pode mudar a pesquisa biomédica

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Ao contrário dos tradicionais PET scanners, que fornecem uma visão estreita de tecido, o novo scanner pode produzir uma imagem mais ampla, com resolução muito mais alta dos órgãos

Depois de dez anos em construção, pesquisadores finalmente receberam financiamento para construir um protótipo do primeiro scanner de tomografia por emissão de positrões (PET) do mundo.

Seu desenvolvimento pode alterar significativamente a imagiologia médica e ajudar no avanço de uma série de áreas de investigação biomédica, incluindo oncologia, desenvolvimento de drogas e estudos materno-fetal estudos. Essa afirmação é dos cientistas envolvidos na construção do dispositivo.

O projeto é co-liderado por Simon R. Cherry e Ramsey Badawi, ambos Ph.D., e professores de Engenharia Biomédica e Radiologia da Universidade da Califórnia (EUA)

Questionado que os PET scanners já fornecem uma grande visão sobre tecidos e órgãos, então o que inspirava os pesquisadores a realizar o enorme projeto de desenvolvimento de um PET scanner de corpo completo, Cherry respondeu que “foi a constatação de que estamos perdendo muito do sinal disponível e a crescente constatação de que muitas doenças e distúrbios envolvem múltiplos órgãos e sistemas no corpo”. Ele também destacou o fato não existirem ferramentas de imagem que possam examinar a função em todo o corpo.

Cherry explicou que, com a nova tecnologia, é possível ver todos os órgãos e tecidos no corpo de uma só vez e acompanhar o que está acontecendo em todos os lugares.

Ao contrário dos tradicionais PTE scanners, que fornecem uma visão estreita de tecido, o novo scanner pode produzir uma imagem mais ampla, com muito mais alta resolução dos órgãos do corpo. “Isso poderia nos permitir coletar imagens muito mais rapidamente – reduzindo drasticamente a desfocagem causada pelo movimento do sujeito durante a digitalização”, disse Cherry.

Outro benefício adicional é que são necessárias doses muito menores de rastreadores radioativos do que os scanners convencionais, abrindo a porta para estudos envolvendo populações de pacientes sensíveis, como mulheres grávidas e crianças, e exames mais seguros a longo prazo.

O outro co-autor do projeto, Badawi, enfatizou que “a redução na dose de radiação nos permitirá digitalizar o mesmo assunto repetidamente durante um longo período, para que possamos determinar melhor o curso, causas e curas de doenças crônicas, como artrite, diabetes e obesidade”.

Atualmente, para obter uma varredura ‘full-body’, os pesquisadores precisam fazer um compósito a partir de varreduras em série e também por meio de informações que vêm de medir mudanças temporais na distribuição de radiotraçadores, que só podem ser coletadas de uma parte do corpo de cada vez.

“Como resultado, o potencial total do PET como ferramenta de pesquisa translacional ainda não foi realizado”, escreveram os pesquisadores.

O PET scanner ‘full-body’ forneceria uma solução, dizem os pesquisadores, capturando quase todos os fótons emitidos e proporcionando cobertura simultânea de todo o corpo, com um ganho de mais de 40 vezes na sensibilidade efetiva e um aumento maior do que seis vezes em relação sinal/ruído, em comparação com imagens de corpo inteiro em scanners PET convencionais.

Amplas aplicações potenciais

Publicado em 15 de março/2017 na Science Translational Medicine, o artigo dos autores descreve uma variedade de potenciais pesquisas e aplicações de saúde.

A Oncologia é a primeira área que os cientistas acreditam que esta tecnologia poderia fazer um impacto.

O trabalho também poderia estender-se às investigações de doenças infecciosas, como o HIV e a tuberculose.

Outra aplicação relatada no artigo é o desenvolvimento de fármacos. Por exemplo, os investigadores sugerem que as investigações farmacodinâmicas de ‘full-body’ de alta sensibilidade poderiam ser realizadas durante os ensaios clínicos de fase 1 e 2.

Desafios e limitações

Embora a tecnologia seja promissora e excitante, houve desafios para chegar a este ponto e ainda serão necessários avanços adicionais antes que o PET scanner PET ‘full-body’ possa realizar seu potencial.

“A escala do sistema é enorme pelos padrões atuais”, disse Cherry. O maior desafio técnico, segundo ele, era certificar-se de que as vastas quantidades de dados poderiam ser coletadas, movidas, armazenadas e processadas em um período razoável de tempo sem quaisquer perdas.

Curiosamente, no entanto, na opinião de Cherry, havia um desafio ainda maior a superar. O maior desafio foi “convencer a pesquisa biomédica e a comunidade clínica, bem como as agências de financiamento, que o alto custo inicial de desenvolver um scanner que cobre todo o corpo é facilmente justificado pelas claras oportunidades que esta tecnologia tem para contribuir com novas descobertas importantes para a saúde humana e doenças, bem como melhorias na assistência ao paciente “, disse ele.

Os Institutos Nacionais de Saúde concederam 15,5 milhões de dólares à Cherry e Badawi para liderar o consórcio multi-institucional EXPLORER, com a finalidade de construir um protótipo do scanner.

As primeiras pesquisas humanas serão feitas a varredura em meados de 2018.

Embora os pesquisadores digam que o PET scanner total poderia ter um “impacto imediato” por uma combinação de produzir melhor qualidade de imagem e reduzir as doses de radiação e o tempo que leva para fazer a varredura, eles observam que o alto custo inicial pode ser proibitivo. Os scanners projetados podem custar cerca de cinco a seis vezes mais do que os scanners convencionais.

A maioria dos centros de saúde não vai adotar a tecnologia até que os avanços tecnológicos diminuam o custo ou até estar provado que eles fornecem uma vantagem clínica significativa.

Um desafio inicial adicional quando o dispositivo estiver disponível é desenvolver “paradigmas de imagem que demonstrem seu poderoso e único papel”, dizem os pesquisadores. Eles acrescentaram que os biomarcadores de imagem precisarão ser desenvolvidos para que algumas das aplicações mais avançadas possam ser realizadas.

As enormes quantidades de dados coletados pelo scanner também exigem que as metodologias de análise sejam desenvolvidas e refinadas.

Ainda assim, os cientistas estão esperançosos e antecipam, com base na evolução anterior da tecnologia PET, um “processo auto-realizável”, onde a pesquisa e o uso clínico levarão a avanços tecnológicos que diminuirão o custo e impulsionarão a adoção e o uso na medicina translacional nos cuidados de saúde. (com informações da Bio Cience Technology)

Clique aqui para ler o artigo dos autores da pesquisa Cherry e Badawi.

Crédito ilustração: S.R. Cherry et al., Science Translational Medicine (2017)

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