La tomografía por emisión de positrones (PET) se ha convertido en una poderosa llave científica y clínica para investigar procesos bioquímicos en el cuerpo humano. Esto es en gran parte, al avance de la instrumentación y la síntesis química. La aplicación clínica de la PET se ha expandido en la última década esto prueba su importancia en la evaluación y el diagnostico de las enfermedades. Se han vuelto rutinarias las medidas de las alteraciones bioquímicas y los niveles metabólicos in vivo de manera cuantitativa y no invasiva. El gran alcance, la versatilidad y sensibilidad de la PET la hacen la técnica más poderosa de imagen molecular actualmente disponible para uso clínico.
Los 4 radioisótopos emisores de positrones más usados son: 18F, 11C, 13N y 15O. Sus atractivas propiedades, una de las cuales es que son fáciles de sustituir directamente dentro de biomoléculas. La sustitución 11C por 12C no cambia significativamente el tiempo de reacción o bien los mecanismos de la molécula. Una situación similar existe para 13N y 15O. El 18F puede sustituirse por un grupo hidroxilo sobre la molécula o bien el lugar o posición donde la presencia no altere biológicamente el comportamiento de la molécula.
Cuando usamos radioisótopos de vida media corta PET, un parámetro crítico es el tiempo. En esencia, la síntesis de los radiotrazadores PET debe ser compatible con la vida media del isótopo. Para el 11C, típicamente el tiempo de producción del isótopo es de 10 minutos, 40 minutos para la síntesis del radiotrazador y arriba de 90 minutos para obtener la imagen en la PET. Debido a esto el estudio debe orquestarse y llevarse en un promedio de 2.5 horas. La síntesis de casi todos los radiotrazadores PET no puede llevar más de dos vidas medias. Un tiempo largo nos resultará en la pérdida de la actividad específica que es también un punto crítico en los estudios PET.
El 18F y el 11C, son los radionuclidos más usados en la PET, fueron descubiertos hace más de 60 años.
El descubrimiento del 11C procede del 14C por muchos años, siendo el primer radioisótopo de carbón usado para estudios de trazadores químicos y bioquímicos.1 Un excelente radioisótopo debido a su vida media corta, usado antes y después de la segunda guerra mundial. El 18F, 13N, 15O se dieron a conocer dos décadas mas tarde cuando fueron apreciados por su vida media corta y su fuerte penetración de fotones transformo potencialmente la imagen de la bioquímica del cuerpo humano.
La exitosa síntesis y aplicación del 18F fluordeoxiglucosa de Wolf2, 3 en la mitad de los años 70’s produjo un gran ímpetu para el avance de la PET.
Carbono-11 La molécula que es más estable en el medio oxidante es el dióxido de carbono (CO2). En un medio reducido la más estable es el metano (CH4). Cualquiera de estas dos formas son unidades básicas de las moléculas más complejas.
Nitrógeno-13
Son dos formas químicas comunes. Estas son el nitrógeno gas (N2) en fase gaseosa y el nitrato (NO3-) en solución acuosa. La forma más deseada es la del nitrato debido a que el N2 no reacciona en condiciones normales.
Oxigeno-15
Su forma usual es la de oxigeno gas O2, la cual puede manipularse dentro de otras formas químicas. En solución acuosa, el típico precursor es agua. Este es uno de los precursores que pueden usarse directamente.
Fluor-18
El producto usual normalmente es el ion fluoruro F- o bien fluoruro gaseoso, dependiendo del medio que se encuentre el blanco durante la irradiación.
Todos estos radioisótopos pueden producirse por una gran variedad de reacciones nucleares, donde la partícula bombardeada puede ser un protón, deuterón, helio-3 o bien helio-4. Por lo tanto para cada isótopo son solo 1 o 2 reacciones, usualmente con protones, que son los más comúnmente usados.
Referencias:
1. Wolf AP, Redvanly CS. Carbon-11 and radiopharmaceuticals. Int J Appl Radiat Isot 1977; 28:29-48.
2. Ido T, Wan CN, Casella V, Fowler JS, Wolf AP, Reivich M, et al. Labeled 2-deoxy-D-glucose analogs, [18F]-Labeled 2-deoxy-2-fluoro-D-glucose, 2-deoxy-D-fluoro-D mannose and 14C-2-deoxy-2-fluoro-D-glucose. J Label Cmpds Radiopharm 1978; 14:171-83.
3. Reivich M, Kuhl D, Wolf A, Greenberg J, Phelps M, Ido T, et al. The [18F] fluordeoxyglucose method for the measurement of local cerebral glucose utilization in man. Circ Res 1979; 44:127-37.
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