UNIVERSITEIT GENT
FACULTEIT FARMACEUTISCHE WETENSCHAPPEN
Vakgroep Farmaceutische Analyse
Laboratorium voor Radiofarmacie
Academiejaar 2013 – 2014
11
BEPALING VANSophie
DE KINETIEK
VAN
[
C]DASB
STEELAND
IN HONDEN: ’BESTAAT ER EEN GESCHIKT
REFERENTIEWEEFSELMODEL?’
Fien DUCHI
Eerste Master in de Farmaceutische Zorg
Promotor
Prof. dr. F. De Vos
Commissarissen
Dr. K. Kersemans
Prof. dr. I. Goethals
UNIVERSITEIT GENT
FACULTEIT FARMACEUTISCHE WETENSCHAPPEN
Vakgroep Farmaceutische Analyse
Laboratorium voor Radiofarmacie
Academiejaar 2013 – 2014
11
BEPALING VANSophie
DE KINETIEK
VAN
[
C]DASB
STEELAND
IN HONDEN: ’BESTAAT ER EEN GESCHIKT
REFERENTIEWEEFSELMODEL?’
Fien DUCHI
Eerste Master in de Farmaceutische Zorg
Promotor
Prof. dr. F. De Vos
Commissarissen
Dr. K. Kersemans
Prof. dr. I. Goethals
AUTEURSRECHT
“De auteur en de promotor geven de toelating deze masterproef voor consultatie
beschikbaar te stellen en delen ervan te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik
valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de
verplichting uitdrukkelijk de bron te vermelden bij het aanhalen van de resultaten uit deze
masterproef.”
15 mei 2014
Promotor
Auteur
SAMENVATTING
In deze masterproef wordt de kinetiek van de radiotracer [11C]3-amino-4-(2dimethylaminomethyl-fenylsulfanyl)-benzonitrile of [11C]DASB, welke selectief is voor de
serotoninetransporter (SERT), bij honden onderzocht met behulp van positron emissie
tomografie (PET). De visualisatie van SERTs is een belangrijke factor in het onderzoek naar de
rol van serotonine en het serotonerg systeem in neurologische en psychische aandoeningen.
De synthese van [11C]DASB gebeurt met behulp van de nucleaire reactie 14N(p,α)11C in de
cyclotronafdeling van het UZ-Gent, vertrekkende van [11C]CH4 dat via de gasfase methode
wordt omgezet in [11C]CH3I. Vervolgens wordt [11C]methyliodide omgezet naar [11C]CH3OTf
dat zal optreden als methylerend agens in de SN2 reactie met MASB, de precursor van
[11C]DASB. Tenslotte wordt [11C]DASB opgezuiverd uit het reactiemengsel via HPLC en
worden de nodige kwaliteitscontroles uitgevoerd.
Bij de vijf honden wordt er een full kinetic modelleringsexperiment uitgevoerd waarbij
een dynamische PET scan wordt afgenomen en dit gecombineerd wordt met arteriële
bloedstaalafnames en metabolietbepaling. Aan de hand van tijdactiviteitscurves in het
plasma en in verschillende afgelijnde hersenregio’s wordt onderzocht volgens welk model,
One- of Two tissue compartimenteel model, de kinetiek van [11C]DASB het best wordt
beschreven en of al dan niet een vereenvoudigde methode, het Logan Plot model, gebruikt
kan worden. Verder wordt onderzocht of het gebruik van een referentieweefselmodel
mogelijk is, zodat de invasieve bloedstaalafnames in de toekomst kunnen vermeden worden.
De referentieweefselmodellen: 4-parameter Reference Tissue Model (RTM), SRTM2, MRTM2
en Logan Reference Model worden onderzocht. De resultaten tonen aan dat het gebruik van
alle vermelde referentieweefselmodellen acceptabel is, maar de voorkeur uitgaat naar het
gebruik van het Logan Reference Model.
Tenslotte wordt aan de hand van een blockingexperiment nagegaan of veranderingen in
de beschikbaarheid van SERT kunnen gemeten worden met behulp van [11C]DASB en PET. Bij
één van de honden wordt, na toediening van een selectieve serotonine re-uptake inhibitor
(SSRI) gedurende 5 dagen, een tweede PET scan afgenomen. Het vergelijken van de
bindingspotentialen voor en na toediening van de SSRI toont aan dat de radiotracer
[11C]DASB specifiek bindt ter hoogte van de SERTs in de hersenen van honden.
DANKWOORD
In de eerste plaats wil ik graag mijn promotor, Prof. dr. Apr. F. De Vos,
bedanken voor de mogelijkheid om deze masterproef uit te voeren in het labo
Radiofarmacie en voor de lessen medische stralingsfysica en kernchemie.
Een speciaal woord van dank gaat uit naar mijn begeleider, Apr. Nick Van Laeken.
Ik dank hem voor zijn uitleg en hulp bij het uitvoeren van de experimenten, het nalezen en
corrigeren van mijn masterproef. Verder wil ik hem bedanken voor het mij laten kennis
maken met de wereld van de radiofarmacie en kinetische modellering.
Vervolgens wil ik zeker ook mijn familie en vrienden bedanken voor de steun en motivatie.
In het bijzonder een woord van dank aan mijn ouders om mij de kans te geven om
te studeren en mij steeds te steunen gedurende de afgelopen jaren.
Tenslotte wil ik mijn vriend bedanken om er altijd te zijn voor mij.
INHOUDSOPGAVE
1.
INLEIDING ................................................................................................................................ 1
1.1.
SEROTONERG SYSTEEM ................................................................................................... 1
1.1.1.
Serotonine ................................................................................................................... 1
1.1.2.
Serotoninetransporter (SERT) ..................................................................................... 3
1.1.3.
Serotoninereceptoren ................................................................................................. 4
1.2.
PET RADIOTRACERS ......................................................................................................... 6
1.2.1.
Radiotracers voor de visualisatie van het serotonerg systeem .................................. 8
1.2.1.1. Radiotracers voor de serotoninereceptoren ........................................................ 8
1.3.1.1 Radiotracers voor de serotoninetransporters ....................................................... 9
1.3.
KINETISCHE MODELLERING ........................................................................................... 10
1.3.1.
Enkele basisbegrippen ............................................................................................... 10
1.3.2.
Compartimentele modellen ...................................................................................... 12
1.3.3.
Referentieweefselmodellen ...................................................................................... 14
2.
OBJECTIEVEN ......................................................................................................................... 15
3.
MATERIALEN EN METHODEN ................................................................................................ 16
3.1
11
3.2
PRODUCTIE VAN [11C]DASB ........................................................................................... 17
C PRODUCTIE .............................................................................................................. 16
3.2.1
Isolatie van [11C]CH4................................................................................................... 17
3.2.2
Productie van [11C]CH3I .............................................................................................. 19
3.2.3
Productie van [11C]CH3OTf ......................................................................................... 20
3.2.4
[11C]DASB synthese .................................................................................................... 20
3.3
OPZUIVERING VAN [11C]DASB........................................................................................ 21
3.4
KWALITEITSCONTROLE .................................................................................................. 23
3.4.1
Kwaliteitscontrole van de opzuivering via HPLC ....................................................... 24
3.4.1.1 Chemische identiteit ............................................................................................ 26
3.4.1.2 Chemische zuiverheid .......................................................................................... 26
3.4.1.3 Radiochemische zuiverheid ................................................................................. 26
3.4.1.4 Specifieke activiteit .............................................................................................. 26
3.4.2
3.5
pH meting .................................................................................................................. 27
BEELDVORMING ............................................................................................................ 27
3.5.1
Positron emissie tomografie ..................................................................................... 27
3.5.2
Computed tomography ............................................................................................. 30
3.5.3
Magnetic Resonance Imaging.................................................................................... 31
3.6
PROEFOPZET .................................................................................................................. 32
3.6.1
Kalibratie anorganische NaI(Tl) scintillatieteller ....................................................... 32
3.6.2
Bepaling van de kinetiek van [11C]DASB in honden ................................................... 33
3.6.2.1 Sedatie en anesthesie van de honden ................................................................. 33
3.6.2.2 PET/CT scan.......................................................................................................... 34
3.6.2.3 Metabolietbepaling ............................................................................................. 34
3.6.2.4 Kinetische modellering ........................................................................................ 35
I.
4-parameter Reference Tissue Model (RTM) ............................................................ 35
II.
Simplified Reference Tissue Model (SRTM) .............................................................. 35
III.
Simplified Reference Tissue Model 2 (SRTM2).......................................................... 36
IV.
Logan plot en Logan reference model....................................................................... 36
V.
Multilinear Reference Tissue Model (MRTM) ........................................................... 37
VI.
Multilinear Reference Tissue Model 2 (MRTM2) ...................................................... 38
3.6.3
Blockingexperiment ................................................................................................... 38
3.7
STATISTIEK ..................................................................................................................... 38
3.7.1
Algemene begrippen ................................................................................................. 38
3.7.2
Gepaarde t-test ......................................................................................................... 39
4.
RESULTATEN .......................................................................................................................... 40
4.1
4.1.1
4.2
4.2.1
KALIBRATIE ANORGANISCHE SCINTILLATIETELLER ........................................................ 40
Ijklijn NaI(Tl) scintillatieteller ..................................................................................... 40
KINETISCHE MODELLERING VAN [11C]DASB IN HONDEN .............................................. 40
[11C] DASB synthese ................................................................................................... 40
4.2.2
Kinetische modellering .............................................................................................. 41
4.2.2.1 Opstellen van een metaboliet-gecorrigeerde plasmainputcurve ........................ 41
4.2.2.2 Beeldverwerking .................................................................................................. 42
4.2.2.3 Keuze compartimentele modellen en Logan Plot model .................................... 43
4.2.2.4 Keuze referentieweefselmodellen ....................................................................... 45
4.3
BLOCKINGEXPERIMENT ................................................................................................. 46
5.
DISCUSSIE .............................................................................................................................. 48
6.
CONCLUSIE ............................................................................................................................ 51
7.
LITERATUURLIJST ................................................................................................................... 52
INTERNETBRONNEN .................................................................................................................... 55
BIJLAGEN ........................................................................................................................................... 1
BIJLAGE 1: Resultaten compartimentele weefselmodellen .......................................................... 1
BIJLAGE 2: Resultaten Logan Plot model zonder en met gefixeerde t*waarde ........................... 5
BIJLAGE 3: Resultaten referentieweefselmodellen ...................................................................... 8
BIJLAGE 4: Resultaten blockingexperiment ................................................................................ 15
BIJLAGE 5: Student t-distributie tabel......................................................................................... 16
BIJLAGE 6: Internationalization at home: Evening lectures van Prof. dr. J.A. Crommelin .......... 17
LIJST MET AFKORTINGEN
[11C]CH3OTf
[11C]methyltriflaat
[11C]CH4
[11C]methaan
[11C]DASB
[11C]3-amino-4-(2-dimethylaminomethyl-fenylsulfanyl)-benzonitrile
[18F]FDG
[18F]fluoro-deoxy-D-glucose
1-TC model
One Tissue Compartimenteel model
2-TC model
Two Tissue Compartimenteel model
5-HIAA
5-hydroxy-indolazijnzuur
5-HT
5-hydroxytryptamine of serotonine
AIC
akaike information criterion
ATP
adenosinetrifosfaat
BGO
bismuthgermanaat
BHB
bloed-hersen-barrière
BP
bindingspotentiaal
cAMP
cyclisch adenosinemonofosfaat
CSF
cerebrospinaal vocht
CT
computed tomography
DAG
diacylglycerol
DAT
dopamine transporter
ER
endoplasmatisch reticulum
GC
gaschromatografie
G-PCR
G-proteïne gekoppelde receptor
G-proteïne
Guanosinemonofosfaat (GMP)-bindend proteïne
GSO
gadolinium oxyorthosiliciaat
H0
nulhypothese
H1
alternatieve hypothese
HLB
hydrophilic-lipophilic-balanced copolymer
HPLC
high liquid chromatography
IP3
inositol 1,4,5-trifosfaat
IV
intraveneus
LAF
laminaire airflow
LOR
line of response
LSO
lutetium oxyorthosilicaat
MAO
monoamineoxidase
MASB
N-desmethyl DASB
MRI
magnetic resonance imaging
MRTM
multilinear reference tissue model
ND
non-displaceable
NET
noradrenaline transporter
PCA
para-chloro-amfetamine
PET
positron emissie tomografie
P-gp
P-glycoproteïne
PIP2
fosfatidylinositol 4,5-bisfosfaat
PMT
fotonmultipliërbuis
ROI
region of interest
RTM
reference tissue model
SERT
Serotoninetransporter
S N2
nucleofiele substitutie
SRTM
simplified reference tissue model
SSRI
selectieve serotonine re-uptake inhibitor
SUV
standardized uptake value
UV
ultraviolet
VT
distributievolume
α
significantieniveau, type I fout
β
type II fout
β+
positron
ν
neutrino deeltje
Inleiding
1. INLEIDING
1.1.
SEROTONERG SYSTEEM
1.1.1. Serotonine
Serotonine werd voor het eerst geïsoleerd in 1930 uit enterochromaffiene cellen van het
maagdarmstelsel door Erspamer en zijn collega’s. Serotonine kreeg in eerste instantie de
naam enteramine vanwege de contractiele eigenschappen ter hoogte van de uterus (Hannon
and Hoyer, 2008). In 1940 werd serotonine herontdekt door Irvin Page en zijn team. De
neurotransmitter werd geïsoleerd uit het bloedserum, vandaar het eerste gedeelte van de
naam
‘sero-‘.
Het
tweede
gedeelte
–‘tonine’,
werd
gegeven
vanwege
de
vasoconstrictorische eigenschappen van de molecule (Audenaert, 2003). Later werd ontdekt
dat enteramine en serotonine dezelfde moleculaire structuur hebben (Figuur 1.1), namelijk
5-hydroxytryptamine (5-HT).
Figuur 1.1: Structuur serotonine 1
In 1953 werd de aanwezigheid van serotonine in de hersenen aangetoond. Hoewel deze
neurotransmitter hierbij een belangrijke rol speelt in het centraal zenuwstelsel is er
paradoxaal genoeg slechts 1 tot 2 % van de totale concentratie serotonine aanwezig in de
hersenen. De overige hoeveelheid serotonine werd teruggevonden in het maag-darmstelsel
(90 %) en in de bloedplaatjes (8 %) (Audenaert, 2003). Heel wat functies van het lichaam
zoals kennis, emoties, zelfvertrouwen, eetlust en motorische handelingen, zijn gekoppeld
aan de aanwezigheid van serotonerge neuronen in bepaalde hersengebieden. De
serotonerge neuronen worden hoofdzakelijk gevormd in de raphe nuclei. De gevormde
neuronen worden geprojecteerd naar de hippocampus, het septum, het striatum, de
thalamus, de hypothalamus, verscheidene delen van de cerebrale cortex en het ruggenmerg
(Figuur 1.2) (Audenaert, 2003; Huot et al., 2011; Molliver, 1987).
1
http://leiderdepro.wordpress.com/tag/serotonin/ (03/03/2014)
1
Inleiding
Figuur 1.2: Schematische weergave van de serotonerge projecties (Törk, 1990).
Serotonine is in grote concentraties aanwezig in het bloed, maar kan niet doorheen de
bloedhersenbarrière diffunderen. Hierdoor moeten de serotonerge neuronen zelf de nodige
hoeveelheid serotonine aanmaken (Figuur 1.3). De synthese start vanuit het essentieel
aminozuur tryptofaan, dat we halen uit onder andere eiwitrijke voeding, zaden en noten.
Tryptofaan komt in de hersenen terecht via een actief transportsysteem. Eenmaal in de
hersenen treedt er hydroxylatie op, gevolgd door decarboxylatie. De snelheidsbepalende
stap van de synthese is de hydroxylatiestap door het enzym tryptofaanhydroxylase (THP)
met
vorming
van
5-hydroxytryptofaan
dat
vervolgens
wordt
omgezet
in
5-
hydroxytryptamine (5-HT, serotonine) onder invloed van het aromatische L-aminozuur
decarboxylase (Audenaert, 2003; Van Kempen, 1995).
Figuur 1.3: Serotonerge neurotransmissie (Torres et al., 2003).
De neurotransmitter wordt opgeslagen in vesikels vooraleer het vrijgesteld wordt in de
synaptische spleet als respons op een actiepotentiaal. Eenmaal serotonine wordt vrijgesteld
in de synaptische spleet, kan de neurotransmitter binden met receptoren ter hoogte van het
naburige (postsynaptisch) neuron. Er is ook binding op autoreceptoren, receptoren aanwezig
2
Inleiding
op hetzelfde neuron welke de serotonine heeft vrijgesteld, mogelijk. De neurotransmitter
wordt gemetaboliseerd tot de inactieve metaboliet 5-hydroxy-indolazijnzuur (5-HIAA) door
het enzym monoamineoxidase (MAO) ter hoogte van de synaptische spleet of
(her)opgenomen in het presynaptisch neuron. Indien serotonine er namelijk te lang
aanwezig is, treedt er overstimulatie van de receptoren op (Audenaert, 2003).
1.1.2. Serotoninetransporter (SERT)
De heropname van serotonine ter hoogte van het presynaptisch neuron gebeurt door
middel van de serotoninetransporter (SERT). Het SERT gen behoort tot de Solute Carrier
familie 6 (SLC6A4) en is gelokaliseerd op chromosoom 17 (17q11). De serotoninetransporter
wordt tot expressie gebracht op de membranen van neuronen, bloedplaatjes, de placenta,
de longen en ter hoogte van de darmen (Huot et al., 2011; Rudnick, 2006). Wat de hersenen
betreft kunnen de serotoninetransporters teruggevonden worden in hersengebieden die
sterk bezenuwd zijn door serotonerge neuronen (Torres et al., 2003). Concreet wordt er een
hoge densiteit aan SERT teruggevonden in de middenhersenen, de thalamus, de
hypothalamus en het striatum, intermediaire densiteit in de hippocampus en de temporale
cortex en een lage densiteit ter hoogte van de occipitale en frontale cortex (Frankle and
Huang, 2004; Lundquist et al., 2007; Wilson et al., 2002).
Figuur 1.4: Mechanisme SERT (Rudnick, 2006).
Het mechanisme van de SERT is gebaseerd op zowel symport als antiport. (Figuur 1.4)
Tijdens het transporteren van 5-HT bindt de SERT zowel Na+, Cl- en 5-HT in de
stoichiometrische verhouding 1:1:1. Wanneer alle drie de moleculen gebonden zijn, de
volgorde van binding is van geen belang, ondergaat de transporter een reeks
conformationele veranderingen waarna de bindingsplaats gericht is naar het cytoplasma. Na
de dissociatie van Na+, Cl- en 5-HT in het cytoplasma is de bindingsplaats van de receptor
terug vrij en kan K+ binden op de transporter. Door de binding van K+ zal de SERT opnieuw
3
Inleiding
conformationele veranderingen ondergaan. Dissociatie van K+ in het cytosol vervolledigt de
cyclus (Rudnick, 2006). De transmembranaire ionengradiënten van Na+, Cl- en K+ worden
door de serotoninetransporter gebruikt als drijvende kracht voor het transport van
serotonine over het membraan (Rudnick, 2006; Torres et al., 2003).
1.1.3. Serotoninereceptoren
In 1950 begon Gaddum met de onderverdeling van de serotoninereceptoren. In eerste
instantie waren er 2 klassen: de 5-HTM en 5-HTD receptoren. Onderzoek had aangetoond dat
de effecten van 5-HT gedeeltelijk werden geblokkeerd door respectievelijk morfine (M) en
dibenzyline (D) (Hannon and Hoyer, 2008). Door de introductie van radioligandbindingsstudies kregen de onderzoekers een beter beeld van de structuur en distributie van
de 5-HT receptoren in de hersenen. Dit heeft geleid tot de huidige classificatie, die 7 families
van serotoninereceptoren omvat, welke kunnen onderverdeeld worden in 14 subtypes.
Merendeel van de 5-HT receptoren zijn G-proteïne gekoppelde receptoren (G-PCR’s) en
worden ook wel 7-transmembranaire receptoren genoemd vanwege hun structuur. De
signaaltransductie wordt gemedieerd door het guanosinemonofosfaat (GMP)-bindend
proteïne (G-proteïne). Een uitzondering is de familie 5-HT3 receptoren die gekoppeld zijn aan
ionenkanalen. Deze receptoren worden inotrope receptoren of ligandafhankelijke
ionenkanalen genoemd. Hun structuur bestaat uit zowel een ionenkanaal als een receptor
(Barnes and Sharp, 1999; Hannon and Hoyer, 2008).
Tot de eerste familie, 5-HT1 receptoren , behoren 5 subtypes van receptoren: 5-HT1A, 5HT1B, 5-HT1D, 5-HT1E, 5-HT1F. Deze familie wordt gekenmerkt door een hoge affiniteit voor
[³H]5-HT zelf. Deze receptoren zijn allemaal negatief gekoppeld aan adenylaatcyclase, welke
een enzym is dat zorgt voor de omzetting van adenosinetrifosfaat (ATP) naar cyclisch
adenosinemonofostaat (cAMP), via G-proteïnen (Gi/o). Op die manier wordt de neuronale
transductie en de vrijstelling van 5-HT geïnhibeerd. De 5-HT1A receptor is een autoreceptor
die voornamelijk aanwezig is in het limbische gebied en de raphe nuclei. Er zijn
verwaarloosbare concentraties aanwezig in de basale ganglia en het cerebellum. Deze
receptor wordt perifeer teruggevonden in het gastro-intestinaal kanaal (Barnes and Sharp,
1999; Frank and Serotonergic, 1991; Hannon and Hoyer, 2008).
4
Inleiding
De 5-HT1B receptor komt voor op zowel serotonerge als niet serotonerge neuronen als
auto- en heteroreceptor respectievelijk. De 5-HT1B en 5-HT1D receptoren vertonen een grote
homologie. Er is weinig geweten over de functie en distributie van de 5-HT1D receptoren. De
receptoren zijn in lage concentraties aanwezig en er is een gebrek aan selectieve
radioliganden die een onderscheid kunnen maken tussen de 5-HT1B en 5-HT1D receptor.
Deze receptoren kunnen homo- en heterodimeren vormen bij co-expressie (Barnes and
Sharp, 1999; Huot et al., 2011). Tot nu toe is er weinig geweten over de fysiologische rol van
de 5-HT1E receptor door een gebrek aan selectieve radioliganden. Ook de fysiologische rol
van de 5-HT1F receptor is nog niet bekend, maar op basis van de anatomische verspreiding in
de hersenen vermoedt men dat deze autoreceptor een rol speelt in de visuele en cognitieve
functies (Barnes and Sharp, 1999).
De tweede familie bestaat uit 3 subtypes van receptoren namelijk 5-HT2A, 5-HT2B en 5HT2C. Deze familie receptoren komt overeen met de D-receptoren van Gaddum (Barnes and
Sharp, 1999). Het zijn Gq/11 -proteïne gekoppelde receptoren. Stimulatie van deze receptoren
gaat gepaard met de activatie van het enzym fosfolipase C. Dit enzym katalyseert de
omzetting van het membraangebonden fosfatidylinositol 4,5-bisfosfaat (PIP2) in de
secundaire boodschappermoleculen inositol 1,4,5-trifosfaat (IP3) en diacylglycerol (DAG).
Deze secundaire boodschappermoleculen zorgen voor een verhoogde vrijstelling van Ca2+ uit
het endoplasmatisch reticulum (ER). Deze accumulatie van intracellulaire Ca2+ speelt een rol
in spiercontracties en het generen van actiepotentialen in de hersenen.
De 5-HT2A receptoren zijn perifeer voornamelijk aanwezig in de bloedvaten, maar ook in
het gastro-intestinaal systeem. Hier spelen ze respectievelijk een rol in de bloedstolling,
capillaire permeabiliteit en de darmmotiliteit (Hannon and Hoyer, 2008).
De 5-HT2C receptor werd vroeger 5-HT1C genoemd vanwege zijn hoge affiniteit voor
[³H]5-HT, maar komt structureel beter overeen met de receptoren van de 5-HT2 familie.
Deze receptor is gelinkt aan het X chromosoom en komt in hoge concentraties voor ter
hoogte van de choroïde plexus (Barnes and Sharp, 1999).
De 5-HT3 receptoren komen overeen met Gaddum’s M receptor. Dit is de enige familie
die niet gekoppeld is aan G-proteïnen, maar aan ionenkanalen. De actieve receptor bestaat
uit een pentameer van 5A en 5B subunits die een ionenkanaal, met een centrale diameter
5
Inleiding
van 3 nm, omringen. Een homopentameer van 5A subunits is functioneel, maar heeft een
lagere geleidbaarheid. Het 5B subunit komt daarentegen enkel tot expressie ter hoogte van
het celoppervlak in combinatie met het 5A subunit (Huot et al., 2011). Het ionenkanaal is
selectief voor positieve ionen en heeft een gelijke permeabiliteit voor Na+- en K+ ionen. De 5HT3 receptoren regelen de initiatie en coördinatie van de braakreflex en worden daarom
voornamelijk teruggevonden in het dorsale vagale complex van de hersenstam (Barnes and
Sharp, 1999).
De 5-HT4 receptoren zijn GS-proteïne gekoppelde receptoren. Stimulatie van deze
receptoren zorgt voor een activatie van het enzym adenylaatcyclase en resulteert in een
stijgende productie van cAMP. De receptoren vormen homodimeren en worden
voornamelijk teruggevonden in het nigrostratiaal en mesolimbisch systeem (Barnes and
Sharp, 1999). Perifeer zijn de 5-HT4 receptoren aanwezig in het hart en het gastro-intestinaal
systeem (Hannon and Hoyer, 2008).
De 5-HT5 familie bevat 2 receptoren, 5-HT5A en 5-HT5B, die een sterke homologie
vertonen. De functie van deze receptoren is nog niet vastgesteld. De 5-HT6 receptoren zijn
positief gekoppeld aan adenylaatcylcase via GS -proteïnen (Hannon and Hoyer, 2008).
De laatste familie, de 5-HT7 receptoren zijn ook GS –proteïne gekoppelde receptoren.
Stimulatie van deze receptoren zorgt voor stijgende cAMP productie. Deze receptoren
vertonen een grote vasculaire distributie en zijn verantwoordelijk voor het vasodilaterend
effect van serotonine bij dieren onder anesthesie (Hannon and Hoyer, 2008).
1.2.
PET RADIOTRACERS
Radiotracers of radiofarmaceutica zijn radiogelabelde moleculen die worden ontwikkeld
om een biologisch, chemisch of fysisch proces in vivo te volgen door middel van detectie van
de radioactiviteit uitgezonden door het radionuclide (Wadsak and Mitterhauser, 2010).
Een goede radiotracer wordt voornamelijk gekenmerkt door een hoge specificiteit en
affiniteit voor de target. Bepaalde condities zijn van belang bij het labelen van de tracer.
Men moet rekening houden met de positie van labeling, keuze van isotoop, radioactiviteit,
het halfleven,… . We wensen een distributie van de radiotracer die gerelateerd is met de
fysiologische respons uitgelokt door het te onderzoeken biochemisch proces. Snelle
6
Inleiding
metabolisatie van de radiotracer is ongewenst. De metabolieten kunnen binden met nietspecifieke proteïnen en zorgen voor een vertekend PET signaal. In bepaalde gevallen is er
een accumulatie van de gemetaboliseerde radiotracer gewenst in een bepaald weefsel of
tumor. De radioligand [18F]fluoro-deoxy-D-glucose is hier een voorbeeld van. Deze tracer
wordt opgenomen in de hersencellen via de glucosetransporter en wordt vervolgens
gefosforyleerd door het hexokinase waardoor de tracer in de cellen gevangen zal worden.
Hoe hoger het metabolisme in de cel is, hoe meer activiteit er in de cel gevangen wordt.
Daardoor is de radiotracer [18F]FDG een goede detector voor tumoren.
De lipofiliciteit van de radiotracer is van groot belang. De log P bepaalt of de radiotracer
al dan niet door celmembranen en lipofiele barrières, zoals de bloed-hersen-barrière (BHB),
kan diffunderen. De optimale log P-waarde ligt tussen 1,5 en 2. Bij een hogere log P stijgt het
aandeel radiotracer dat niet-specifiek bindt aan plasmaproteïnen en de hersenmembranen.
Radiotracers dienen een lage affiniteit te hebben voor effluxpompen, zoals P-glycoproteïne
(P-gp), die sterk vertegenwoordigd zijn in de BHB. Tenslotte mag de toediening van de
radiotracer in lage dosis niet toxisch zijn voor de mens (Elsinga, 2002; Huang et al., 2002;
Pike, 2009) en is er een maximale receptorbezetting van 5 % gewenst.
Positron emissie tomografie (PET) wordt voornamelijk toegepast bij hersenstudies. De
gebruikte radiotracers zijn veelal gelabeld met de kortlevende positron emitterende radioisotopen 11C en 18F, welke een halfleven hebben van respectievelijk 20 en 110 minuten (Pike,
2009). Het halfleven van 13N en 15O bedraagt respectievelijk 10 en 2 minuten. Deze tracers
kunnen vanwege hun kort halfleven niet gebruikt worden in radioligand syntheses die
bestaan uit meer dan één reactiestap. De
15
O tracer vindt onder andere een toepassing in
inhalatiestudies met radiogelabelde gassen (CO en CO2) (Elsinga, 2002).
Het halfleven van een radioligand bepaalt de toepassing en het gebruik ervan. Het
voordeel van 18F is dat het een langer halfleven heeft dan 11C. Toegepast op de praktijk wil
dit zeggen dat er ongeveer een halve dag kan gewerkt worden met deze radiotracer en zo
ook meerdere patiënten, afhankelijk van de duur van de PET scan, kunnen geïnjecteerd
worden. Bij de aanmaak van een radiogelabelde 11C tracer is de tijd heel wat beperkter en
kan er meestal slechts één patiënt geïnjecteerd worden. Anderzijds heeft
11
C het grote
7
Inleiding
voordeel dat bij het labelen de chemische eigenschappen van de tracermolecule niet
wijzigen. Labelen met fluor kan daarentegen tal van interacties teweegbrengen. De affiniteit
voor de receptor of transporter alsook de chemische eigenschappen, zoals de log P waarde,
van de tracermolecule kunnen wijzigen.
1.2.1. Radiotracers voor de visualisatie van het serotonerg systeem
1.2.1.1.
Radiotracers voor de serotoninereceptoren
Er zijn veel verschillende radiotracers ontwikkeld voor de 5-HT receptoren. Hieronder
worden per receptorfamilie een aantal van de meest toegepaste radiotracers besproken.
De 5-HT1A receptor wordt gevisualiseerd met behulp van volgende radiotracers: [Omethyl-11C]WAY 100635, [carbonyl-11C]WAY 100635, [18F]MPPF, [11C]CPC-222 en [11C]NAD299. [O-methyl-11C]WAY 100635 wordt gemetaboliseerd in de lever tot [O-methyl-11C]WAY
100634, die sneller door de BHB penetreert dan de moedermolecule. Er wordt minder nietspecifieke binding bekomen met de analoge radiotracer [carbonyl-11C]WAY 100635.
Radioliganden voor de 5-HT1A receptor gelabeld met
99m
Tc vertonen meestal een lage
affiniteit en selectiviteit vanwege de grote omvang van
99m
Tc. De in 2001 nieuw
gesynthetiseerde tracer, [99mTc(OH2)3(CO)3]+ vertoont een hogere selectiviteit (Oh et al.,
2001). De PET radiotracer [11C]LY274601 is een volledige antagonist met een hoge
selectiviteit voor de 5-HT1A receptor en respectievelijk een 2000 en 500 keer grotere
affiniteit dan voor de D1- en D2-receptoren (Suehiro et al., 1998).
Volgende PET radiotracers werden ontwikkeld voor de beeldvorming van de 5-HT2
receptoren, voornamelijk de 5-HT2A receptor: [18F]altanserine, [18F]- of [11C]ketanserine,
[11C]MDL 100907, [11C]methylspiperone, [11C]Lu 29-024 en [18F]setoperone (Oh et al., 2001).
De distributie van de 5-HT3 receptoren wordt gevisualiseerd met behulp van de
radiotracers: [11C]KF 17643, [11C]S21007, [125I]MIZAC en derivaten ervan. Het meerderdeel
van de bestudeerde radioliganden vertonen hoge niet-specifieke binding en een lage
affiniteit voor de 5-HT3 receptor doordat deze receptor weinig verspreid is over de hersenen
en voornamelijk aanwezig is in de amygdala, entorinale cortex en de hippocampus. De
zacopride analogen [125I]MIZAC, [125I]LIZAC en [125I]DAIZAC geven de beste resultaten,
waarbij [125I]DAIZAC een significante selectiviteit en hoge affiniteit heeft voor de 5-HT3
8
Inleiding
receptoren. De 5-HT4 receptoren worden gevisualiseerd met behulp van [125I]SB 207710 en
[3H]GR 311808 (Oh et al., 2001).
1.3.1.1
Radiotracers voor de serotoninetransporters
Vanwege hun lokalisatie op de serotonerge zenuwuiteinden, is de densiteit van de
serotoninetransporters een goede marker voor de visualisatie van het serotonerg systeem.
De visualisatie van de SERTs via PET is een belangrijke factor in het onderzoek naar de rol
van serotonine in neurologische en psychische aandoeningen (Huang et al., 2002).
Gedurende een lange tijd was er slechts één selectieve SERT radiotracer, [11C]McNeil
5652, beschikbaar voor de visualisatie van de humane hersenen via PET. De andere
potentiële radiotracers hadden een gebrek aan selectiviteit voor SERT ten opzichte van de
andere monoaminerge transporters: de dopamine transporter (DAT) en de noradrenaline
transporter (NET) (Huang et al., 2002; Wilson et al., 2000). De selectieve radiotracer,
[11C]McNeil 5652 met een Ki waarde van 0,26 (± 0,13) nM voor SERT, heeft echter zijn
beperkingen. Hoe lager de Ki waarde (nM), hoe groter de affiniteit voor dit type transporter.
De opname ervan in de hersenen gebeurt zeer traag, waardoor de scan minstens 120 min
moet duren vooraleer we reproduceerbare en statisch bruikbare data bekomen. Bovendien
is de niet-specifieke binding van de radiotracer hoog en de vrije plasma fractie te laag
(Huang et al., 2002).
Later werd er een nieuwe klasse potentiële SERT radiotracers, derivaten van de diaryl
thioethers, ontwikkeld. [11C]ADAM, [11C]DASB, [11C]DAPA en [11C]AFM werden in een studie
(Huang et al., 2002) vergeleken met de huidige SERT radioligand [11C]McNeil 5652. De studie
toonde aan dat [11C]ADAM en [11C]DAPA geen extra voordelen bieden als selectieve SERT
radioligand in vergelijking met [11C]McNeil 5652. [11C]DASB en [11C]AFM blijken wel
selectievere radiotracers te zijn en hebben een Ki waarde voor SERT (bij 37°C) van
respectievelijk 1,10 (± 0,04) en 0,42 (± 0,12) nM. [11C]DASB heeft bovendien een snelle
kinetiek, waardoor de radiotracer sneller de hersenen bereikt, er hogere concentraties
worden bekomen, en zo de duur van de scan kan worden ingekort. [11C]AFM bezit een lage
fractie aan niet-specifieke binding. Dit gaat gepaard met een hoge signaal-ruis verhouding en
een kwalitatief PET signaal. Deze ligand kan ook gelabeld worden met 18F, waarbij de lange
9
Inleiding
scanningsduur geen probleem meer is en meerdere patiënten met eenzelfde batch kunnen
gescand worden.
Figuur
1.6:
De
structuur
van
3-amino-4-(2-dimethylaminomethyl-fenylsulfanyl)-
benzonitrile (DASB). De asterisk (*) toont de plaats waar DASB wordt gelabeld met
11
C
(Wilson et al., 2002).
Wilson toonde de selectiviteit van [11C]DASB voor de SERT aan via het neurotoxine parachloro-amfetamine (PCA). Dit toxine vernietigt selectief serotonerge neuronen in ratten. In
de studie werden dosis-gerelateerde reducties van de specifieke binding van [11C]DASB
geobserveerd. Deze resultaten tonen aan dat [11C]DASB een ideale in vivo radiotracer is voor
de serotoninetransporters omwille van zijn hoge affiniteit (Ki waarde = 1,1 nM), zijn hoge
selectiviteit (NET/SERT = 1230 en DAT/SERT = 1300), zijn hoge specifieke binding en de
reversibele opname ervan in de hersenen. Bij een fysiologische pH heeft [11C]DASB een logP
van 2,707 (Haeusler et al., 2009; Wilson et al., 2000).
Er werden geen significantie verschillen gevonden ter hoogte van het cerebellum, wat
aantoont dat het cerebellum van de ratten weinig tot geen SERT bevat (Wilson et al., 2002).
Verder werd er een hoge radioactiviteit gemeten ter hoogte van de longen wat wijst op een
hoge SERT-densiteit in deze regio (Lu et al., 2004; Parsey et al., 2006).
1.3.
KINETISCHE MODELLERING
1.3.1. Enkele basisbegrippen
Kinetische modellering maakt het mogelijk om de kinetiek van tracers te bestuderen
door middel van mathematische modellen. Deze mathematische modellen illustreren een
verband tussen de door de PET scan gemeten radioactiviteit en het fysiologische proces dat
wordt onderzocht. De modellen bevatten alsook de fysiologische parameters die opname en
metabolisatie van de tracer beïnvloeden (Schmidt and Turkheimer, 2002).
De eenvoudigste manier om de radioactiviteit in een bepaalde Region Of Interest (ROI) te
karakteriseren is via de Standardized Uptake Value (SUV). Deze waarde omvat de ratio van
10
Inleiding
de radiotracer weefselconcentratie gemeten door een PET scanner tegenover de
geïnjecteerde activiteit gedeeld door het lichaamsgewicht van de patiënt of het proefdier
(Formule 1.1) De SUV waarde vindt tegenwoordig voornamelijk zijn toepassing in de
oncologie bij FDG-PET/CT imaging waarbij de SUV waarde rechtstreeks gerelateerd is aan de
FDG opname (Fletcher and Kinahan, 2010; Keyes, 1995).
SUV =
Waarin:
r
( a w)
(Formule 1.1)
r = gemeten radioactiviteit concentratie in ROI (kBq/mL)
a = geïnjecteerde activiteit (kBq)
w = lichaamsgewicht van de patiënt of het proefdier (g)
De bindingspotentiaal (BP) is een tweede en veel gebruikte manier om de hoeveelheid
opgenomen radioligand in de hersenen uit te drukken en wordt in vitro bepaald door
volgende Formule 1.2 (Innis et al., 2007):
BP =
Waarin:
Bmax
1
= Bmax ×
= Bmax × affinity
KD
KD
(Formule 1.2)
BP = bindingspotentiaal
Bmax = concentratie aan radioligand wanneer deze alle receptoren bezet
K D = dissociatieconstante van de radioligand bij evenwicht
De Bmax waarde is een maat voor de receptordensiteit. De dissociatieconstante is
omgekeerd evenredig met de affiniteit van de radioligand voor de receptor. Deze waarde
komt overeen met de concentratie aan vrije radioligand nodig om 50% van alle receptoren
te bezetten.
De in vivo BP kwantificeert de evenwichtsconcentratie van de specifieke binding ten
opzichte van een referentie concentratie. Afhankelijk van de referentie worden er drie in
vivo bindingspotentialen gedefinieerd: BPF, BPP en BPND. Ze geven de ratio’s weer bij
evenwicht van de concentratie specifiek gebonden radioligand in het weefsel tegenover
respectievelijk de concentratie vrije ligand in het weefsel, de totale (vrij + proteïne
11
Inleiding
gebonden) concentratie radioligand in het plasma en de concentratie van non-displaceable
(ND) radioligand in het weefsel. Er wordt aangenomen dat de concentratie aan vrije ligand in
het weefsel overeenkomt met de concentratie vrije ligand in het plasma. De nondisplaceable concentratie omvat de concentratie aan niet specifiek gebonden en de
concentratie vrije ligand in het weefsel (Innis et al., 2007; Nelissen et al., 2012). De BPND
wordt typisch gebruikt bij het kinetische referentieweefselmodellen, welke de concentratie
aan radioligand in een receptor-rijk gebied vergelijken met de concentratie in een receptorvrij gebied. Voor de bepaling van BPND is er geen bloedstaalafname noodzakelijk in
tegenstelling tot de bepaling van BPF en BPP (Innis et al., 2007). Het cerebellum is een ideale
kandidaat als referentiezone vanwege het laag aantal aanwezige serotoninereceptoren en transporters.
Een ander belangrijk begrip is het distributievolume (VT). Binnen het domein van de
klinische farmacologie is dit het schijnbare volume bloed (plasma) dat een bepaalde
hoeveelheid geneesmiddel nodig heeft om eenzelfde concentratie te bekomen in het
volledige lichaam als de bloedplasmaconcentratie. Bij in vivo imaging van radioliganden via
PET is het target een specifiek orgaan in plaats van het volledige lichaam en wordt VT
uitgedrukt in radiotracer per volume (mL/cm³) in plaats van volume (mL) (Innis et al., 2007;
Nelissen et al., 2012).
1.3.2. Compartimentele modellen
Fysiologische processen worden gewoonlijk beschreven door meerdere integrerende
subsystemen, ook wel compartimenten genoemd. Een compartiment wordt gezien als een
fysiologische of biologische ‘ruimte’ waarin de tracerconcentratie homogeen verdeeld en in
evenwicht is (2). Een algemene veronderstelling bij compartimentele modellering is dat het
onderliggend fysiologisch proces niet wordt beïnvloed door de aanwezigheid van de
radiotracer. De fractie aan radiotracer die wordt geïnjecteerd is zodanig klein dat er geen
interacties optreden. De modellen maken gebruik van lineaire differentiële vergelijkingen
om te beschrijven hoe de concentratieverandering in het ene compartiment de concentratie
aan radiotracer beïnvloedt in een ander compartiment (Innis et al., 2007; Nelissen et al.,
2
http://www.pmod.com/files/download/v31/doc/pkin/toc222565.htm (26/02/2014)
12
Inleiding
2012; Watabe et al., 2006). Hoeveel compartimenten het model bevat is afhankelijk van de
biologische en chemische eigenschappen van de radiotracer (Watabe et al., 2006).
Het meest eenvoudige model, One Tissue Compartment (1-TC) Model (Figuur 1.7: links),
bestaat uit twee compartimenten: een plasma- en een weefselcompartiment. Het
targetweefsel wordt als één compartiment gezien, vandaar de naam. De concentratie aan
vrij en niet-specifiek gebonden ligand kan kinetisch niet onderscheiden worden van de
concentratie aan specifiek gebonden radioligand. In het Two Tissue Compartment (2-TC)
model is dit wel mogelijk (Figuur 1.7: rechts). Het distributievolume wordt berekend door de
verhouding te nemen van de twee snelheidsconstanten (K1 en k2).
Figuur 1.7: Links: One Tissue Compartment model – Rechts: Two Tissue Reversible
Compartment model: Ca = plasmaconcentratie van de niet-gemetaboliseerde radiotracer –
CT = weefselconcentratie van de niet-gemetaboliseerde radiotracer – Cf+ns = concentratie
vrije en niet-specifiek gebonden radiotracer (= CND) – Cb = concentratie specifiek gebonden
radiotracer – K1 (mL.cm-³.min-1), k2 (min-1), k3 (min-1) en k4 (min-1) zijn snelheidsconstanten
(Nelissen et al., 2012).
In het Two Tissue Compartment model beschrijven de snelheidsconstanten K1 en k2 de
uitwisseling van de radiotracer met het plasmacompartiment, zoals in het hierboven
beschreven 1-TC model. De twee additionele snelheidsconstanten k3 en k4 beschrijven de
uitwisseling van de radiotracer binnen de weefselcompartimenten (Nelissen et al., 2012). De
twee snelheidsconstanten K1 en k2 hebben een andere schrijfwijze en betekenis. De snelheid
waarmee de radiotracer doorheen de BBB diffundeert, wordt beschreven door de constante
K1 en uitgedrukt in mL plasma per kubieke cm per minuut. De snelheidsconstante k2
beschrijft de fractie radiotracer die wordt uitgewisseld tussen het (non displaceble)
weefselcompartiment en het plasma per minuut (Innis et al. 2007; Nelissen et al. 2008; 2).
13
Inleiding
Het distributievolume kan berekend worden met behulp van de snelheidsconstanten (K1, k2,
k3 en k4) volgens onderstaande Formule 1.3:
VT =
K1
k
(1 + 3 )
k2
k4
(Formule 1.3)
1.3.3. Referentieweefselmodellen
Het grote nadeel aan de kinetische compartimentele modellen is dat deze techniek
behoorlijk invasief is. De techniek is gebaseerd op een plasma input curve, waardoor er
arteriële bloedstaalafnames noodzakelijk zijn van de patiënt of het proefdier. Dit kan soms
problematisch zijn in een klinische setting. Er werden referentieweefselmodellen (Figuur
1.9), ontwikkeld waarin de plasma input curve wordt vervangen door de tijd-activiteit curve
van een referentiezone. Ter hoogte van dit referentieweefsel is er geen specifieke binding
van de radiotracer. Het tijdsverloop van de opname van de radiotracer in een region of
interest (ROI) wordt uitgedrukt in termen van de opname van de radiotracer in het
referentieweefsel. Hierbij wordt verondersteld dat het distributievolume van vrije en nietspecifiek gebonden radiotracer gelijk is in beide weefsels (Kornum et al., 2009; Lammertsma
and Hume, 1996; Nelissen et al., 2012; Wu and Carson, 2002). Een regio waar er hoge
receptordensiteit is met irreversibele binding van de radiotracer kan ook gebruikt worden als
referentiezone (Schmidt and Turkheimer, 2002). Er bestaan verschillende vereenvoudigde
modellen zoals SRTM, MRTM, Logan,... . welke zullen besproken worden in 3.6.2.4.
k’2
Figuur 1.9: Reference Tissue Model: Ca = plasmaconcentratie parent radiotracer – Cr =
concentratie vrije en niet-specifiek gebonden radiotracer in het referentieweefsel – Cf+ns =
concentratie vrije en niet-specifiek gebonden radiotracer – Cb = concentratie specifiek
gebonden radiotracer – K1 (mL.cm-³.min-1), K’1 (mL.cm-³.min-1), k2 (min-1), k’2 (min-1), k3
(min-1) en k4 (min-1) zijn snelheidsconstanten (Nelissen et al., 2012).
14
Objectieven
2. OBJECTIEVEN
[11C]DASB is een selectieve radiotracer voor de SERTs die gebruikt kan worden om de
invloed van het serotonerg systeem bij neurologische aandoeningen te onderzoeken, wat
reeds werd gevalideerd bij mensen en ratten. Dergelijke studies in honden kunnen zeer
nuttige informatie bevatten maar vooraleer deze kunnen uitgevoerd worden, dient de
kinetiek van de radiotracer [11C]DASB bestudeerd te worden. Met behulp van een full kinetic
modelleringsexperiment (3.6.2) wordt onderzocht volgens welk model, One-Tissue (1-TC) of
Two-Tissue (2-TC) compartimenteel model, de kinetiek van de tracer het beste beschreven
kan worden en of het gebruik van een eenvoudig Logan Plot model eenzelfde waarden
oplevert. Vervolgens wordt onderzocht of er gebruik kan gemaakt worden van een
referentieweefselmodel, waardoor de arteriële bloedstaalafnames niet langer noodzakelijk
zouden zijn en de techniek minder invasief en belastend zou zijn voor het dier.
De synthese en de opzuivering via HPLC (3.1) van de radiotracer [11C]DASB gebeurt in de
cyclotronafdeling van het UZ, alsook de voor injectie uitgevoerde kwaliteitscontroles (3.4)
van het radiofarmacon. Onder isofluraan anesthesie wordt er bij de honden een dynamische
PET scan genomen. Gedurende deze scan worden er arteriële bloedstalen afgenomen, zodat
de plasma-activiteit in functie van de tijd kan bepaald worden. Per hond worden er 5-9 van
deze plasmastalen gebruikt om de fractie aan niet-gemetaboliseerde [11C]DASB te bepalen.
Op basis van MRI beelden worden er 19 hersenregio’s (ROIs) afgelijnd op de PET
beelden. Per regio wordt de tijd-activiteitscurve en het VT berekend voor het 1-TC model, 2TC model en het Logan Plot model. Het 1-TC en 2-TC model worden beoordeeld op basis van
de standaard error (%SE) en de Akaike Information Criterion (AIC) waarde. Vervolgens
worden de correlaties berekend tussen de BPND bekomen met het best passende
compartimenteel model en de BPND berekend via verschillende referentieweefselmodellen
4-parameter RTM, SRTM2, MRTM2 en het Logan Reference model.
Tenslotte wordt er een blockingexperiment (3.6.3) uitgevoerd om na te gaan of
veranderingen in de beschikbaarheid van SERT kan gemeten worden met behulp van
[11C]DASB. Bij één van de honden wordt een tweede PET scan afgenomen, nadat de hond
gedurende 5 dagen Citalopram, een SSRI, toegediend kreeg. De BPND en SUV waarden
worden berekend en vergeleken met behulp van het Logan Reference model bij beide scans.
15
Materialen en methoden
3. MATERIALEN EN METHODEN
3.1 11C PRODUCTIE
Vele radiofarmaceutica worden gelabeld met 11C omdat 11C de chemische eigenschappen
van de moleculen niet zal veranderen. Bovendien kan het lichaam geen onderscheid maken
tussen
11
C en
12
C. Vanwege het korte halfleven van
11
C (20,4 min) moet de synthese van
[11C]-gelabelde radiofarmaceutica plaatsgrijpen in een korte tijdspanne (Lehel et al., 2009).
De productie van
11
C gebeurt volgens de kernreactie
14
N(p,α)11C onder de vorm van
[11C]CO2 of [11C]CH4 met behulp van een Cyclone 18/9 cyclotron deeltjesversneller (IBA,
Louvain-La-Neuve, België). Het cyclotron versnelt geladen deeltjes en geeft de deeltjes op
die manier voldoende energie zodat de coulombbarrière van de targetatomen kan
overwonnen worden en kernreacties kunnen plaatsvinden. Het toestel bestaat uit twee
parallel gelegen elektromagnetische elektroden met daartussen een ionenbron omgeven
door twee koperen D-vormige elektroden (Figuur 3.1) (Elsinga, 2002; Gómez-Vallejo et al.,
2012).
Figuur 3.1: Links: principe cyclotron3 - Rechts: afbeelding cyclotron (IBA, 2005).
Voor de productie van protonen (H+) en hydride (H-) ionen wordt een soort plasma, een
staat van materie, gecreëerd waar continu waterstofgas (H2) wordt doorgestuurd. Het
plasma ontstaat door bij zeer hoge temperaturen een elektrische boog te creëren tussen
twee elektroden. Het doorgestuurde H2 gas zal ioniseren en vervolgens ontstaat er een
mengsel van protonen, elektroden, hydride ionen, … . De H--ionen worden geïsoleerd door
een pooler te plaatsen op ± 1mm afstand van een gleufje in de elektrische boog. Vanwege
z’n positieve lading zal de pooler de hydride ionen en elektronen aantrekken weg uit het
plasma. De H+ worden mee afgevoerd met de continue flow van H2 gas. De elektronen
3
http://dictionary.reference.com/illus/illustration.html/ahsd/cyclotron/cyclot (25-03-2014)
16
Materialen en methoden
kunnen niet versneld worden met behulp van het cyclotron en zullen ergens in het systeem
verloren gaan. Enkel de hydride ionen ondergaan het proces van deeltjesversnelling.
De H--ionen worden onderworpen aan een verticaal homogeen magnetisch veld
waardoor ze in een cirkelvormige baan zullen bewegen. De H--ionen worden versneld onder
invloed van een oscillerend potentiaalverschil tussen de twee koperen D-vormige elektroden
en gaan in een steeds groter wordende cirkelvormige baan bewegen. Wanneer de ionen
voldoende kinetische energie bevatten, na ongeveer 150 tal toeren, verlaten ze het
cyclotron via passage doorheen een stripper, een ultradunne koolstoffilm die de elektronen
van de H--ionen capteert. Hierbij ontstaan er H+ met een voldoende kinetische energie (± 18
MeV) om de kernreactie 14N(p,α)11C te initiëren.
De gevormde protonen worden afgevuurd op een conisch cilindervormige aluminium
gastarget (1-4 L) gevuld met een mengsel van stikstofgas en 5 % waterstofgas onder
verhoogde druk (10-12 bar). De kernreactie resulteert in een mengsel van H2, N2, NH3 en
[11C]CH4. Eveneens wordt een kleine fractie aan
13
N gevormd via de nevenreactie
14
N(p,pn)13N (Elsinga, 2002; Gómez-Vallejo et al., 2012). Bij het gebruik van een alternatieve
gastargetsamenstelling, stikstofgas met 2 % zuurstof, wordt er een mengsel van 13N, 11CO en
11
CO2 gevormd. Het gebruik van
11
CH4 heeft als voordeel dat er theoretisch gezien een
hogere specifieke activiteit wordt bekomen dan bij het gebruik van 11CO2 (Elsinga, 2002).
3.2 PRODUCTIE VAN [11C]DASB
De globale synthese reactie van [11C]DASB is een nucleofiele substitutiereactie (SN2),
weergegeven in Figuur 3.4. De secundaire aminegroep van de aangekochte precursor Ndesmethyl DASB (MASB) treedt op als nucleofiel. Als elektrofiel kan gebruik gemaakt worden
van methyltriflaat of methyliodide. Er wordt gekozen voor [11C]methyltriflaat vanwege de
hogere reactiviteit en minder vluchtige eigenschappen ten opzichte van [11C]methyliodide.
Methyltriflaat zal optreden als methyldonor waarbij het secundaire amine wordt omgezet
naar een radioactief tertiair amine (Elsinga, 2002).
3.2.1 Isolatie van [11C]CH4
De verdere opzuivering van het targetmengsel vindt plaats in een hot cell. Dit is een met
lood afgeschermde geconditioneerde ruimte, waar een onderdruk heerst, welke de
17
Materialen en methoden
onderzoeker dient te beschermen tegen radioactieve straling. De gebruikte opstelling wordt
geïllustreerd in onderstaande Figuur 3.2. Vooraleer de bestraling en synthese van [11C]DASB
kan starten, moet eerst gecontroleerd worden of de opstelling operationeel is. Dit gebeurt
aan de hand van een aantal flow- en lektesten. Verschillende leidingen worden gespoeld met
aceton om de leidingen steriel en vrij te maken van eventuele sporen water.
D
9
11
A
B
C
10
12
7
13
3
5
1
14
8
4
6
2
Figuur
15
3.2:
Overzicht
opstelling:
[A]:
Links:
UV
detector
–
Rechts:
radioactiviteitsdetector. [B]: display van de dosiscalibrator. [C]: 1: P2O5 kolom gekoppeld
voor de met porak N80/100 gevulde spiraal – 2: Met porapak N80/100 gevulde spiraal
ondergedompeld in vloeibare argon (-185,9 °C) – 3: Joodkolom – 4: Holle reactorbuis in
oven (600 °C) – 5: Soda lime kolom – 6: Porapak kolom – 7: P2O5 kolom – 8: Triflaat kolom.
[D]: 9: Hamiltonkraan – 10: Reactievial – 11: Buffervial – 12: HPLC kolom – 13:
Radioactiviteitsdetector – 14: Flowcel van de UV detector – 15: Opvangvial die in de
schacht van de dosiscalibrator kan gebracht worden
De inhoud van het gastarget wordt na bestraling via een stikstofstroom naar de hot cell
geloodst waar het mengsel eerst door een sterk hygroscopische P2O5 kolom wordt gestuurd,
18
Materialen en methoden
waar NH3 en eventuele sporen van H2O worden gecapteerd. Vervolgens wordt het mengsel
via een He-stroom door een met porapak N 80/100 (Grace, Deerfield, USA) gevulde spiraal,
ondergedompeld in vloeibare argon (-185,9°C), gestuurd. De isolatie van [11C]CH4 gebeurt op
basis van het verschil in vriespunt (-183°C) met N2 (vriespunt: -209,9°C) en H2 (vriespunt: 259,1°C). [11C]CH4 zal uitvriezen in tegenstelling tot N2 en H2 die naar een opvangzak worden
geleid. Ter hoogte van de spiraal is een radioactiviteitsdetector aanwezig die een stabiel
signaal meet wanneer alle [11C]CH4 is gecapteerd. Vervolgens wordt de spiraal via een
liftsysteem uit de vloeibare argon gehaald en kan de spiraal terug opwarmen. De spiraal is
geconstrueerd uit aluminium omdat dit metaal relatief snel kan afkoelen en terug opwarmen
(Elsinga, 2002; Gómez-Vallejo et al., 2012).
3.2.2 Productie van [11C]CH3I
Om [11C]DASB te synthetiseren via een SN2 reactie, moet [11C]CH4 omgezet worden naar
een molecule met een goede leaving group. Alvorens metyltriflaat kan gesynthetiseerd
worden dient het 11C-methaan eerst te worden omgezet naar methyliodide. In de literatuur
worden twee methoden beschreven om dit te verwezenlijken: de natte methode en de
gasfase methode.
De natte methode vertrekt vanuit het in het cyclotron gevormde [11C]CO2 dat wordt
gereduceerd tot [11C]methanol via LiAlH4 in een tetrahydrofuraan- of diëthyletheroplossing.
Vervolgens wordt het oplosmiddel uitgedampt en HI langzaam toegevoegd waarbij [11C]CH3I
wordt gevormd. Het nadeel van deze methode is de lage specifieke activiteit door
contaminatie van LiAlH4 met koud CO2 en de aanwezigheid van grote volumes oplosmiddel
(Elsinga, 2002; Gómez-Vallejo et al., 2012; Ungersboeck et al., 2012; Wuest et al., 2007).
De gasfase methode is gebaseerd op de radicale iodering van methaan met iodide damp
bij verhoogde temperatuur (600°C) in een holle reactorbuis (Figuur 3.3). Het grote nadeel
aan deze methode is het lage rendement (20 tot 30 %). Bij de synthese van [11C]DASB
opteren we voor de gasfase methode omdat deze eenvoudig te construeren is en bovendien
hogere specifieke activiteiten oplevert. Het rendement wordt verhoogd tot ongeveer 38 %
door het niet-gereageerde [11C]CH4 via een circuit opnieuw door de reactor te sturen. Het
gevormde [11C]CH3I wordt gecapteerd door een Porapak N 80/100 kolom bij
kamertemperatuur. Wanneer er een constant signaal wordt waargenomen door een
19
Materialen en methoden
plaatselijke radioactiviteitsdetector, wordt de Porapak N kolom verwarmd tot 120°C waarbij
het gecapteerde methyliode terug vrijkomt. Bij de radicale iodering worden er eveneens
sporen HI gevormd die door een soda lime kolom, aanwezig voor de Porapak N kolom,
gecapteerd worden (Elsinga, 2002; Gómez-Vallejo et al., 2012; Wuest et al., 2007).
Figuur 3.3: Het radicaal ioderingsmechanisme: vorming van CH3I uit CH4 en I2 (Elsinga,
2002).
3.2.3 Productie van [11C]CH3OTf
Het gebruik van [11C]methyltriflaat ([11C]CH3OTf) in methyleringsreacties in plaats van
[11C]methyliode heeft heel wat voordelen. Door de hogere reactiviteit van methyltriflaat
kunnen de reacties plaatsgrijpen bij een lagere temperatuur, kan de reactietijd ingekort
worden en kan de hoeveelheid precursor gereduceerd worden, wat de kostprijs van de
synthese drukt en het radiochemisch rendement van de reactie verhoogt. Methyltriflaat is
bovendien minder vluchtig dan methyliodide, waardoor er minder verdamping plaatsgrijpt
uit de kleine volumes (Elsinga, 2002; Van Laeken and Kersemans, 2013; Wuest et al., 2007).
[11C]CH3OTf wordt geproduceerd door het vrijgekomen [11C]CH3I over een zilvertriflaat
kolom bij 220°C te sturen (Elsinga, 2002; Solbach et al., 2005; Wuest et al., 2007).
3.2.4 [11C]DASB synthese
In de literatuur worden er verschillende methoden beschreven om de methylering uit te
voeren. Bij de synthese van DASB wordt gebruik gemaakt van de ‘bubbling’-methode. Het
gasvormige [11C]CH3OTf wordt via het dragergas He door de reactievial, bevattende 200 µL
precursoroplossing, geborreld (Elsinga, 2002; Van Laeken and Kersemans, 2013; Wuest et
al., 2007). De precursoroplossing bestaat uit 50 µg MASB (ABX, Radeberg, Duitsland)
opgelost in 200 µL aceton (Sigma-Aldrich, Bornem, België) en wordt bewaard bij -20 °C.
Wanneer de plaatselijke radioactiviteitsmeter een stabiel signaal geeft, wordt de SN2-reactie
(Figuur 3.4) gestopt via het toevoegen van de 550 µL 25 mM fosfaatbuffer pH7 aanwezig in
de buffervial.
20
Materialen en methoden
MASB
[11C]DASB
Figuur 3.4: Synthese van [11C]DASB (Shao et al., 2013).
3.3 OPZUIVERING VAN [11C]DASB
Het is van groot belang dat de opzuivering niet te veel tijd in beslag neemt vanwege het
korte halfleven van 11C. Het bekomen mengsel in de reactievial bestaat uit een hoeveelheid
niet-gereageerde precursor MASB, [11C]DASB, aceton, [11C]methyltriflaat, [11C]methyliodide
en minimale hoeveelheden [11C]methanol. De opzuivering gebeurt op basis van High
Performance Liquid Chromatography (HPLC). Na het beëindigen van de SN2-reactie wordt
het reactiemengsel op een 750 µL HPLC loop gebracht. De scheiding gebeurt met behulp van
een analytische AlltimaTM HP CN kolom (150 x 4,6 mm, 5 µm, Grace, Deerfield, USA) en een
Waters 510 HPLC pomp (Meadows Instrumentation, Bristol, UK) met een flow van 1 mL/min.
Beste chromatografische scheiding van DASB en zijn precursor wordt bekomen met een 25
mM fosfaatbuffer pH 7/ethanol: 65/35 (V/V) als mobiele fase. De scheiding gebeurt niet
enkel op basis van lipofiliciteit, ook ionaire interacties met de silanolgroepen spelen een rol.
Aangezien DASB een methylgroep extra bevat is de affiniteit voor de stationaire fase, in
combinatie met een vrij hydrofiele mobiele fase, groter en elueert DASB later dan MASB. De
UV-detectie gebeurt met behulp van een Smartline UV detector (Knauer, Berlijn, Duitsland)
bij 220 nm en de radioactiviteit wordt gemeten met een solar-blind P.I.N. photodiode (IBA,
Gent, België) radioactiviteitsdetector.
De werking van een UV detector is gebaseerd op de wet van Lambert-Beer (Formule 3.1)
die het rechtlijnig verband beschrijft tussen de absorbantie en de concentratie aan licht
absorberende stof in een oplossing. De absorbantie wordt gemeten bij 220 nm omdat bij
deze golflengte het verschil in absorbantie maximaal is tussen de absorberende
componenten, DASB en MASB, en het reactiesolvent aceton. De chemische structuur van
DASB en de precursor MASB bevat een aromatische ring. Deze aromatische ring is rijk aan πelektronen die in staat zijn om UV-licht te absorberen.
21
Materialen en methoden
A = ε .c.l
Waarin:
(Formule 3.1)
A = absorbantie
ε = moleculaire extinctiecoëfficiënt (L/mol.cm)
c = concentratie licht absorberende stof (mol/L)
l = de weglengte (cm)
De HPLC mobiele fase en de HPLC bufferoplossing worden aangemaakt in een verticale
Laminaire Airflow (LAF)-kast. Er wordt 0,412 g natriumdiwaterstoffosfaat dihydraat
(NaH2PO4.2H2O) en 0,512 g natriumwaterstoffosfaat (Na2HPO4) (Sigma-Aldrich, Bornem,
België) toegevoegd aan 250 mL water voor injectie (B. Braun Medical, Melsungen,
Duitsland). Van deze oplossing wordt er 87,5 mL gepipetteerd en over een Millipore
ExpressTM Plus filter (Darmstadt, Duitsland), aangesloten aan een vacuümpomp, gebracht.
Het bekomen filtraat wordt gebruikt als HPLC bufferoplossing om de SN2 reactie te
beëindigen. Er wordt 87,5 mL absolute ethanol (Chemlab, Zedelgem, België) aan de rest van
de oplossing toegevoegd waarna deze gefilterd wordt over een Millipore ExpressTM Plus filter
(Darmstadt, Duitsland). Het filtraat, de HPLC mobiele fase, wordt vervolgens gedurende 15
minuten ontgast in een ultrasoonbad.
De gewenste HPLC-fractie die [11C]DASB bevat, wordt gedurende maximum 2 minuten
opgevangen en over een steriele filter met een poriëngrootte van 0,22 µm (Merck Millipore,
Darmstadt, Duitsland) geleid om vervolgens gecollecteerd te worden in een steriele
opvangvial, bevattende 5 mL fysiologische oplossing. Het eindresultaat is een 7 mL oplossing
met een ethanolpercentage van 10 % die onmiddellijk, zonder post-formulatie stappen, IV
kan geïnjecteerd worden. De opvangvial bevindt zich in een dosiscalibrator zodat de
eindactiviteit kan bepaald worden. De vial wordt, na het verwijderen van de naalden, via een
schacht uit de hot cell verwijderd waarna deze aan verschillende kwaliteitscontroles wordt
onderworpen (Van Laeken and Kersemans, 2013).
Een dosiscalibrator is een gasdetector met een uitwendige ionisatiekamer die veel wordt
gebruikt in een afdeling nucleaire geneeskunde en radiofarmacie omwille van zijn grote
range. Deze range omvat zowel de concentraties radioactiviteit gesynthetiseerd in het
22
Materialen en methoden
cyclotron (Ci – GBq) als de patiënten dosissen (mCi – MBq) of de spuitresten (10-100 µCi –
370-3700 kBq).
Figuur 3.5: Links: structuur dosiscalibrator4 – Rechts: principe ionisatiekamer5.
Het principe van een ionisatiekamer wordt geïllustreerd in bovenstaande Figuur 3.5. Een
ionisatiekamer bevat twee elektroden waartussen er een potentiaalverschil van ongeveer
150 – 200V wordt aangelegd. Wanneer er radioactieve straling de meetkamer binnenkomt,
wordt het gas aanwezig in de meetkamer geïoniseerd. De gevormde elektronen en positief
geladen ionen migreren respectievelijk naar de anode en de kathode. Hierdoor wordt er een
elektrisch signaal geproduceerd dat kan gemeten worden als een stroom of een puls. Dit
signaal is evenredig met het type straling en de energie van de straling, alsook met de
hoeveelheid activiteit.
3.4 KWALITEITSCONTROLE
De Europese farmacopee (versie 2014: 8.2) stelt een aantal eisen aan radioligand
bevattende injecties voor humaan gebruik. Vooraleer het radiofarmacon wordt vrijgegeven,
moeten er een aantal kwaliteitscontroles uitgevoerd worden:
4
5
Kwaliteitscontrole van de opzuivering via HPLC
Zuurtegraadbepaling via pH-strips
Meten van het gamma-spectrum met behulp van een NaI(Tl)-detector
Bepalen van het halfleven via een dosiscalibrator
http://www.orau.org/ptp/collection/ionchamber/introionizationchamberr.htm (17/04/2014)
http://mpbundels.mindef.nl/35_serie/35_310/hoofdstuk_4.htm (17/04/2014)
23
Materialen en methoden
Wanneer aan al deze controles wordt voldaan, mag het radiofarmacon geïnjecteerd
worden. Na vrijgave moeten er echter nog een aantal controletesten gebeuren. Omwille van
het korte halfleven van 11C worden deze testen pas na de vrijgave uitgevoerd.
Controle van de aanwezigheid van residuele solventen doormiddel van
gaschromatografie (GC)
Controle van de steriliteit met behulp van 2 voedingsbodems
Endotoxinetest
Omwille van het feit dat er in deze masterproef enkel wordt gewerkt met proefdieren en
om de kostprijs te drukken, worden niet alle voorheen vermelde kwaliteitscontroles
uitgevoerd. Na de synthese van [11C]DASB wordt de kwaliteit van de opzuivering
gecontroleerd via HPLC en de pH gemeten voor vrijgave van het farmacon. De volledige
kwaliteitscontrole, zoals hierboven beschreven, werd eerder gevalideerd zodat er wordt
voldaan aan de normen van de Europese farmacopee.
3.4.1 Kwaliteitscontrole van de opzuivering via HPLC
De chemische identiteit en de radiochemische en chemische zuiverheid wordt
geanalyseerd via een Reverse-Phase (RP)-HPLC analyse. De kwaliteitscontrole gebeurt met
behulp van referentieoplossingen. Er wordt gebruik gemaakt van een analytische Alltima C18
HPLC-kolom (250 x 4,6 mm, 5 µm) (Grace, Deerfield, USA), een loop van 20 µL, en een
Waters 515 HPLC pomp (Meadows Instrumentation, Bristol, UK) met een flow van 1 mL/min.
De mobiele fase is een 0,05 M ammoniumacetaatbuffer/acetonitrile: 50/50 (V/V) met een
pH van 5,5. De UV detectie gebeurt bij 220 nm door een Smartline UV detector 2500
(Knauer, Berlijn, Duitsland). De gebruikte activiteitsdetector is een anorganische NaI(Tl)
Bricon frisk-tech scintillatiedetector. De integratie gebeurt door een C-R8A Shimadzu
chromatopac integrator (Shimadzu Scientific Instruments, Colombia, USA).
De NaI(Tl) detector bestaat uit een NaI kristal gedopeerd met kleine hoeveelheden
thallium (Tl). Deze activator bezit een conductieband die iets lager is dan de conductieband
van het kristal en een valentieband die iets hoger is dan de valentieband van het kristal.
Hierdoor zorgt de activator voor een wijziging in de energieniveau’s van het kristal. Het
scintillatieproces in de aanwezigheid van een activator wordt weergegeven in Figuur 3.6.
24
Materialen en methoden
Figuur 3.6: Schematische weergave van een anorganische scintillatiedetector. ⊕ : gat
(hole) dat ontstaat nadat een elektron wordt geëxciteerd van de valentieband naar de
conductieband –
: thermische energie (warmte) die wordt vrijgesteld bij verval (Humm
et al., 2003).
Door het invallen van een gamma-straal wordt een elektron geëxciteerd naar de
conductieband, waardoor er een gat ontstaat in de valentieband. Dit gat zal migreren naar
de dichtstbijzijnde activatormolecule, waar een elektron zal terugvallen van de activatorvalentieband naar de valentieband van het kristal met vrijstelling van thermische energie.
Vervolgens zal het elektron van de conductieband van het kristal terugvallen naar de
conductieband van de activator met vrijstelling van thermische energie. Als het geëxciteerde
elektron vervolgens terugvalt van de activator-conductieband naar de valentieband van de
activator wordt er een lichtfoton vrijgesteld. De energie van dit scintillatiefoton is
onvoldoende om een elektron van de valentieband van het kristal te exciteren (Humm et al.,
2003).
Het scintillatiefoton wordt gedetecteerd door een fotonmultipliërbuis (PMT), versterkt
en omgezet tot een elektrisch signaal dat evenredig is met het aantal invallende fotonen en
dus evenredig met de energie van de annihilatiefotonen. Een PMT bestaat uit een
vacuümbuis met daarin een fotokathode, een anode en enkele dynodes. Het invallende
scintillatiefoton wordt via het fotoëlektrisch effect omgezet in een foton-elektron ter hoogte
van de fotokathode. Dit foton-elektron wordt door het spanningsverschil tussen de
fotokathode en de dynode versneld. Wanneer een elektron met hoge snelheid tegen een
dynode botst, worden er meerdere secundaire elektronen vrijgesteld. Dit proces wordt
meermaals herhaald, waardoor het oorspronkelijke signaal versterkt wordt tot een
meetbaar signaal ter hoogte van de anode (Engstrom, 1980).
25
Materialen en methoden
3.4.1.1
Chemische identiteit
De retentietijd van de grootste piek in het radiochromatogram van de testoplossing
moet een gelijkaardige retentietijd hebben als de [12C]DASB standaard piek in het UV
chromatogram.
3.4.1.2
Chemische zuiverheid
Er worden limieten gesteld omtrent de aanwezigheid van onzuiverheden in het
eindproduct. De grootste onzuiverheid zijn restanten van de precursor MASB. De
concentratie aan MASB in de eindvial kan worden bepaald door onderstaande Formule 3.2.
Er werd gesteld dat de concentratie ≤ 0,23 µg/mL dient te zijn. Eveneens wordt er gekeken
of er al dan niet extra niet-identificeerbare componenten in het eindstaal aanwezig zijn.
concentratie MASB ( µg / mL) = 0,23 ×
Waarin:
(1)
( 2)
(Formule 3.2)
(1) = de piekoppervlakte van de precursor op het UV-chromatogram
van de testoplossing
( 2) = de piekoppervlakte van de precursor op het UV-chromatogram
van de standaardoplossing.
3.4.1.3
Radiochemische zuiverheid
De radiochemische zuiverheid is het percentage radionuclide dat zich in de gewenste
chemische vorm, [11C]DASB, bevindt. Er wordt een radiochemische zuiverheid van ≥ 95 %
geëist.
3.4.1.4
Specifieke activiteit
De specifieke activiteit is de ratio van de activiteit van een bepaald radionuclide ten
opzichte van de hoeveelheid uitgedrukt in massa-eenheden ( g of mol). Bij radiosyntheses
wordt er steeds gestreefd naar een zo hoog mogelijke specifieke activiteit. De specifieke
activiteit kan berekend worden via onderstaande Formule 3.3 (Gómez-Vallejo et al., 2012).
AS =
Waarin:
Ai
ni
(Formule 3.3)
AS = de specifieke activiteit (Bq/g of Bq/mol)
26
Materialen en methoden
Ai = activiteit van het radionuclide (Bq)
ni = som van alle vormen van het radionuclide (g of mol)
3.4.2 pH meting
De pH van het eindproduct wordt gemeten met behulp van pH strips (Merck Millipore,
Darmstadt, Duitsland) die meten binnen het pH 2,0 – pH 9,0 gebied. De pH van de
[11C]DASB-oplossing, die IV geïnjecteerd wordt, moet binnen de 4,0 – 8,5 pH range liggen.
3.5 BEELDVORMING
3.5.1 Positron emissie tomografie
Positron emissie tomografie (PET) is een methode die het mogelijk maakt om biologische
en fysiologische processen in vivo te bestuderen met behulp van positron-emitterende
radionucliden (Figuur 3.7). Deze techniek wordt ook gebruikt om de farmacokinetiek van
radio-gelabelde farmaca of hun invloed op het metabolisme te bestuderen (Paans et al.,
2002; Turkington, 2001).
Figuur 3.7: Fysiologische karakteristieken van de meest gebruikte radionucliden voor
beeldvorming met PET (Gómez-Vallejo et al., 2012).
PET is gebaseerd op positron- of β+-verval, waarbij een proton wordt omgezet in een
neutron (Formule 3.4) (Patton, 1998). Bij het proces radioactief verval moet er worden
voldaan aan de behoudswetten. Aan de wet van behoud van lading is voldaan omdat bij de
omzetting van een proton naar een neutron een positron (β+), elektron met positieve lading,
wordt vrijgesteld. Aan het positron deeltje wordt een continue distributie van energie
meegegeven dat varieert van 0 tot Emax (voor
11
C is Emax = 0,968 MeV). Tijdens het
vervalproces wordt er ook een neutrino deeltje (ν) geëmitteerd. Dit is een deeltje zonder
massa, maar met een variërende hoeveelheid energie zodat de energie-som van β+ en ν
overeenkomt met Q en de wet op energiebehoud ongeschonden blijft. Positron- verval
treedt enkel op bij radio-isotopen met een protonenexcedent en een energieoverschot van
27
Materialen en methoden
minstens 1,022 MeV. Deze energie wordt gebruikt om het verlies aan massa, mproton < mneutron
, te compenseren zodat er wordt voldaan aan de wet van behoud van massa (Patton, 1998;
Turkington, 2001).
A
Z
Waarin:
X N →Z −A1YN +1 + β + + ν + Q
(Formule 3.4)
A = massagetal = Z + N = som van het aantal protonen en neutronen
Z = atoomnumer of protonengetal = aantal protonen
N = neutronengetal = aantal neutronen
X = radioactief moeder isotoop
Y = dochter isotoop
β + = positron
ν = neutrino
Q = hoeveelheid energie opgenomen of afgegeven in een nucleair proces
Het positron is een onstabiel deeltje en bezit een zeer korte levensduur. Het wordt uit de
kern gestoten met een bepaalde kinetische energie en zal een baan afleggen van ongeveer 1
mm in het lichaam en hierbij z’n kinetische energie en snelheid verliezen door het botsen
met omliggende atomen. Uiteindelijk zal het β+ interageren met een elektron, waarbij de
massa van de twee deeltjes wordt omgezet in energie (1,022 MeV) onder de vorm van twee
fotonen met elke een energie van 511 keV die typisch worden uitgestraald in een hoek van
180°. Dit proces noemt annihilatie en is kenmerkend voor positron-emitterende radioisotopen (Figuur 3.8). De twee fotonen worden in de literatuur vaak als γ – stralen
aangeduid, hoewel ze niet rechtstreeks door de kern worden uitgezonden (Patton, 1998;
Turkington, 2001).
Figuur 3.8: [A]: Positron en elektron annihileren met vrijstelling van 2 gamma’s met een
energie van 511 keV in hoek van 180°. [B]: De twee 511 keV fotonen worden geregistreerd
door een gammastraal detector van een PET camera (Li and Conti, 2010).
28
Materialen en methoden
Bij PET worden er intraveneus kleine concentraties van positron-emitterende
radiotracers geïnjecteerd. De vrijgestelde fotonen van 511 keV worden gedetecteerd met
behulp van een PET camera. De PET camera bestaat uit meerdere gamma-detectorringen,
waarbij elke ring van detectoren wordt opgedeeld in detectorblokken die via een circuit aan
elkaar gekoppeld zijn zodat ze coïncidentie kunnen meten. Coïncidentie vindt plaats
wanneer twee fotonen gedetecteerd worden binnen een coïncidentie interval van 5-10
nanoseconden, door twee detectoren die zich op 180° ten opzichte van elkaar bevinden. Er
wordt aangenomen dat de annihilatie plaatsvindt op de lijn tussen de twee detectiepunten,
ook wel Line of Response (LOR) genoemd.
Deze coïncidenties kunnen opgedeeld worden in drie groepen: werkelijke, gescatterde
en random coïncidenties (Figuur 3.9). Gescatterde coïncidenties vinden plaats wanneer
tenminste één van de twee fotonen van 511 keV interactie vertoont met het lichaam en
wordt afgebogen onder een bepaalde hoek alvorens de detector te bereiken. Random
coïncidenties vinden plaats wanneer er toevallig op hetzelfde tijdstip, binnen het
coïncidentie interval, twee onafhankelijke annihilatiefotonen worden gedetecteerd door
twee detectoren die zich 180° ten opzichte van elkaar bevinden. Het is van groot belang dat
deze laatste twee vormen van coïncidentie, die zorgen voor extra ruis in het signaal, worden
geëlimineerd alvorens reconstructie van de beelden kan plaatsvinden (Tarantola et al.,
2003). Attenuatiecorrectie gebeurt op basis van CT beelden. Attenuatie is wanneer een
foton interactie vertoont met het lichaam en hierbij ofwel buiten de detectorring terecht
komt ofwel alle energie verliest zodat het de detector niet langer kan activeren (Li and Conti,
2010; Tarantola et al., 2003; Turkington, 2001).
Figuur 3.9: Grafische voorstelling van de drie vormen van coïncidentie. A: werkelijke
coïncidentie – B: gescatterde coïncidentie – C: random coïncidentie (Tarantola et al.,
2003).
29
Materialen en methoden
Als detectoren wordt er gebruik gemaakt van scintillatiekristallen. Vroeger werden
voornamelijk NaI(Tl) en bismuthgermanaat (Bi4Ge3O12, BGO) kristallen gebruikt voor PETdetectoren. Het grote nadeel van deze kristallen is dat ze een relatief lange dode tijd hebben
en dat BGO kristallen een beperkte lichtopbrengst hebben. NaI(Tl) kristallen daarentegen
hebben een heel hoge lichtopbrengst waardoor deze kristallen als referentie worden
genomen.
Tegenwoordig
worden
lutetium
oxyorthosilicaat
(LSO)
en
gadolinium
oxyorthosilicaat (GSO) kristallen gebruikt omdat deze kristallen een kortere dode tijd hebben
en bovendien minder hygroscopisch zijn (Paans et al., 2002).
De gegevens van de detectorblokken worden opgeslagen als projecties, welke
gereconstrueerd worden tot een 3D-beeld via terugprojectie of iteratieve reconstructie.
3.5.2 Computed tomography
PET imaging heeft als nadeel dat het een verdeling van de radioactieve tracer weergeeft,
maar geen informatie verleent over de anatomische lokalisatie. De huidige camera’s zijn
vaak een combinatie van PET/CT zodat er een anatomische lokalisatie, via de CT-beelden,
mogelijk is van de bekomen PET beelden.
Computed tomography (CT) is een vorm van radiografie waarbij een bron, die een
convergerende of divergerende bundel van X – stralen uitzendt, rond de patiënt roteert
binnenin de circulaire opening (Figuur 3.10). X- stralen zijn elektromagnetische stralen met
een hoge energie en een golflengte van 0,1 – 1 Angström. Simultaan roteert een set van X –
straal detectoren, die de fractie aan X-stralen die door de patiënt gaan meten, in de
tegengestelde richting. De geregistreerde data worden via een reconstructiealgoritme door
een computer omgezet in een serie van slices die een anatomisch driedimensionaal beeld
van het targetorgaan of lichaamsdeel weergeven (Brenner and Hall, 2007).
Figuur 3.10: Basisprincipe van Computed Tomography (CT) (Brenner and Hall, 2007).
30
Materialen en methoden
3.5.3 Magnetic Resonance Imaging
Magnetic Resonance Imaging (MRI) is gebaseerd op de magnetische eigenschappen van
bepaalde atomen aanwezig in het menselijk lichaam zoals 1H,
13
C,
19
F,
23
Na en
31
P. Het
waterstofatoom (1H) wordt het meest gebruikt omdat het lichaam hoofdzakelijk bestaat uit
water en vet, die beide waterstof bevatten. In de kern van een atoom gedraagt elk proton en
neutron zich als een kleine magneet. Bij de meeste kernen, zoals 12C of 16O, gaan deze paren
vormen zodat er geen netto magnetisatie is, maar bij sommige kernen met een oneven
aantal protonen en/of neutronen is er echter wel een netto-magnetisatie. Wanneer een
geladen deeltje rond zijn as draait, wordt er een magneetveld opgewekt. Het lichaam is
magnetisch neutraal aangezien de magneetvelden van alle individuele kernen in alle
richtingen uitbewegen waardoor het nettoresultaat nul is (Figuur 3.11.A).
Figuur 3.11: [A]: magnetische neutraliteit in het lichaam – [B]: (anti)parallelle richting bij
een constant uitwendig magneetveld B0 (Edelman and Warach, 1999).
Wanneer een atoomkern met magnetische eigenschappen in een extern magnetisch veld
(B0) wordt geplaatst, zullen de individuele magneetvelden zich parallel of anti-parallel aan
het uitwendig magneetveld richten (Figuur 3.11.B). Meerderheid van de protonen bevinden
zich in de parallelle toestand aangezien deze energetisch gunstiger is. Vervolgens wordt er
met behulp van radiofrequenties (RF) (geluidsgolven), energie aan het magneetveld
toegevoegd. De energie van het RF-veld komt overeen met het verschil in energie (∆E)
tussen de parallelle en anti-parallelle toestand, waardoor de kleine overmaat van parallelle
kernen flippen naar de anti-parallelle toestand. De frequentie van de geabsorbeerde RFgolven is afhankelijk van het type atoom, de veldsterkte en de fysiologische en chemische
omgeving van de atoomkernen. Wanneer het RF-veld wordt uitgeschakeld, vallen de
geëxciteerde kernen terug naar de grondtoestand waarbij er RF-golven worden uitgezonden.
De emissie en re-emissie van deze radiogolven wordt geregistreerd en vormt de basis voor
31
Materialen en methoden
Magnetic Resonance Imaging. De intensiteit van het MRI-beeld is gecorreleerd met de
concentratie aan kernen met magnetische eigenschappen in het weefsel. Hierdoor kan er via
MRI een onderscheid gemaakt worden tussen zacht weefsel zoals vet, water en spieren
(Edelman & Warach, 1999; 6). In deze masterproef wordt MRI toegepast om een
onderscheid te maken tussen witte stof, grijze stof en cerebrospinaal vocht (CSF) in de
hersenen.
3.6 PROEFOPZET
Deze masterproef omvat drie experimenten. Tijdens het eerste experiment wordt de
anorganische NaI(Tl) scintillatieteller, die wordt gebruikt in de twee andere experimenten,
gekalibreerd door het opstellen van een ijklijn. Het tweede experiment omvat de bepaling
van de kinetiek van de radiotracer [11C]DASB in de hersenen van vijf Beagle-achtige honden.
Bij de honden wordt full kinetic modelling toegepast waarbij een plasmacurve wordt
opgesteld. Er wordt bekeken volgens welk model, 1-TC of 2-TC model, de kinetiek van de
radiotracer het best wordt beschreven en of er via het eenvoudigde Logan plot model
eenzelfde waarden worden bekomen. Vervolgens wordt de mogelijkheid tot het gebruik van
een referentieweefselmodel onderzocht. Het derde experiment is een blockingexperiment
waarin met behulp van een selectieve serotonine re-uptake inhibitor (SSRI) veranderingen in
SERT-beschikbaarheid worden gevisualiseerd met behulp van [11C]DASB.
3.6.1 Kalibratie anorganische NaI(Tl) scintillatieteller
Het opstellen van de ijklijn gebeurt op basis van twee standaardreeksen. In twee
maatkolven van 10 en 100 mL wordt er respectievelijk een activiteit van ± 9,25 en ± 2,775
MBq toegevoegd. Na het aanlengen van de maatkolven worden er twee verdunningsreeksen
(2,5 – 5 – 10 – 20 – 40 – 60 – 80 – 100 µL activiteit) aangemaakt in respectievelijk 7 en 8
proefbuizen. De proefbuizen worden gewogen voor en na het pipetteren zodat er kan
gecorrigeerd worden voor het volume dat exact werd gepipetteerd. Vervolgens wordt het
aantal counts (in drievoud) gedurende 30 seconden gemeten per proefbuis met behulp van
de anorganische NaI(Tl) scintillatieteller (Ludlum measurements INC, Sweetwater, Texas,
USA). De gemeten counts worden gecorrigeerd met een blanco, proefbuis met 1 mL water,
waarna een gemiddelde waarde per standaard wordt berekend, rekening houdend met
correctie voor verval. De ijklijn wordt bekomen door het gemiddelde aantal counts (op
6
http://www.magnetic-resonance.org/ch/02-02.html (23/04/2014)
32
Materialen en methoden
tijdstip 1) uit te zetten in functie van de hoeveelheid activiteit in kBq (op tijdstip 1). De fitting
van de ijklijn wordt beoordeeld op basis van de R² waarde.
3.6.2 Bepaling van de kinetiek van [11C]DASB in honden
Voorafgaand aan elk experiment kregen alle honden, vier mannelijke (Basil, Bert, Ernie
en Jos) en één vrouwelijke (Sybille), een MRI scan met behulp van een 3-Tesla Trio Tim
System MRI scanner (SIEMENS, Erlangen, Duitsland) welke een standaard 12-channel
phased-array Head Matrix coil bevat. Op de dag van het experiment zelf worden alle honden
gescand met behulp van een gecombineerde Gemini PET/CT scanner (Philips Co., Cleveland,
USA) welke een detectorring bestaande uit GSO kristallen bezit en een spatiale resolutie
heeft van 5 mm. Gedurende de 90 minuten durende PET scan worden er op 18-26
tijdstippen, met een toenemend interval, een reeks van 18-26 volbloed stalen van 1,5 à 2 mL
afgenomen uit de arteria dorsalis pedis. In de spuiten waarmee de bloedstalen worden
afgenomen wordt er een kleine hoeveelheid heparine toegevoegd, alsook in de buisjes
(Vacuette® 3 mL buis, K3-EDTA) waarin het bloed gedaan wordt zijn de randen gecoat met
EDTA en dit om de stolling van het bloed tegen te gaan. Na het centrifugeren (5 min, 5200
tpm) van de bloedstalen en het isoleren van het bloedplasma wordt de plasma-activiteit
bepaald met behulp van de NaI(Tl) scintillatieteller. Per dier worden 5 tot 9 plasmastalen
gebruikt om de fractie niet-gemetaboliseerde radiotracer te bepalen.
3.6.2.1
Sedatie en anesthesie van de honden
Op de dag van het experiment zelf (PET/CT scan + bloedafname), voordat ze naar het
PET-center worden getransporteerd, worden de honden gesedeerd met dexmedetomidine
(Dexdomitor, Orion Corporation, Espoo, Finland) via een intramusculaire injectie (dosis 372
µg/m² lichaamsoppervlak). Vervolgens, wanneer de hond is aangekomen in het PET-center
wordt deze op het bed geplaatst van de Gemini PET/CT scanner en wordt de anesthesie
geïnduceerd via een IV injectie (via de vena cephalica) van propofol (2-3 mg/kg, afhankelijk
van het effect, Propovet, Abbott Laboratories, Queenborough, UK). De anesthesie wordt
onderhouden met behulp van isofluraan (Isoflo, Abbott Laboratories) in zuurstof via een
ademhalingssysteem waarmee de geïntubeerde hond wordt beademd.
33
Materialen en methoden
3.6.2.2
PET/CT scan
Wanneer de anesthesie ingeleid en onder controle is, wordt een CT scan genomen die
anatomische informatie levert en wordt gebruikt om de PET beelden te corrigeren voor
attenuatie. Onmiddellijk erna wordt de dynamische PET scan, welke wordt opgenomen in
list-mode, gestart en na 10 seconden wordt een IV bolus injectie van ± 289 MBq [11C]DASB
over een periode van ongeveer 5 seconden geïnjecteerd. Er worden 34 frames van
verschillende tijdsduur (6 x 10s, 8 x 30s, 5 x 120s, 15 x 300s) gecollecteerd. De PET data
worden gereconstrueerd gebruik makende van het iteratieve 3D-RAMLA (Row Action
Maximum Likelihood Algorithm) algoritme van Philips.
3.6.2.3
Metabolietbepaling
De metabolietbepaling van de plasmastalen gebeurt met behulp van Oasis HLB
(Hydrophilic-Lipophilic-balanced copolymer) Plus cartridges (225 mg, 60 µm, Waters
Corporation, Milford, Massachusetts, USA). De scheiding is gebaseerd op reverse phase
retentie en retentie van polaire groepen. De metabolietbepaling gebeurt volgens een
gevalideerd protocol (Ginovart et al., 2001; 7) waarvan de eerste stap bestaat uit het
conditioneren van de cartridges met 5 mL THF (Sigma Aldrich, Bornem, België). Hierna
worden ze geëquilibreerd met achtereenvolgend 5 mL ethanol (Sigma Aldrich, Bornem,
België) en 5 mL H2O. Vervolgens kan het plasmastaal op de kolom gebracht worden en zullen
metabolieten van [11C]DASB en niet-gemetaboliseerde [11C]DASB binden op de kolom. Bij het
wassen van de kolom met 5 mL 5 % methanol-oplossing (Biosolve, Valkenswaard,
Nederland) en erna 5 mL 22 % CH3CN-oplossing (Sigma Aldrich, Bornem, België) worden de
plasmaproteïnen gedenatureerd en zullen de metabolieten van [11C]DASB elueren en
opgevangen worden in een 15 mL tube (Techno Plastic Products AG, Trasadingen,
Zwitserland). De fractie aan niet-gemetaboliseerde [11C]DASB wordt geëlueerd met behulp
van 5 mL THF en opgevangen in een tweede 15 mL tube. Tenslotte wordt, met behulp van de
anorganische NaI(Tl) scintillatieteller, gedurende 30 seconden het aantal counts gemeten
van de THF fractie, die de niet-gemetaboliseerde [11C]DASB bevat, en het totaal aantal
counts (THF fractie, metabolietenfractie en HLB-cartridge).
7
http://www.waters.com/webassets/cms/events/docs/FundamentalsofSPEPart1_2013_Final_2_26_13.pdf (01/05/2014)
34
Materialen en methoden
3.6.2.4
Kinetische modellering
De PET-, CT- en MRI beelden worden gefusioneerd met behulp van Pmod. Op basis van
de MRI beelden worden er manueel per hond 19 hersenregio’s (regions of interest, ROIs)
afgelijnd. Per regio worden de tijd-activiteitscurves berekend via Pmod en voor elke ROI
wordt het distributievolume (VT) berekend via het One- en Two-Tissue Compartimenteel
model (1-TC en 2-TC, zie 1.3.2) en het Logan Plot Model. Het 1-TC en 2-TC model worden
beoordeeld door het bestuderen van de standaard error (%SE) en de Akaike Information
Criterion (AIC) waarde. De AIC waarde beoordeelt de fitting van een model waarbij er
rekening wordt gehouden met de complexiteit van het model, met name het aantal
independente parameters die moeten gefit worden. Hoe lager de AIC waarde, hoe beter de
fitting. Het compartimenteel model met de laagste AIC en %SE waarden wordt gebruikt voor
de bepaling van de correlaties met de referentieweefselmodellen.
Bij de referentieweefselmodellen wordt telkens het cerebellum, exclusief de vermis waar
er wel SERTs aanwezig zijn, gebruikt als referentiezone. Bij elk referentieweefselmodel: RTM,
SRTM2, MRTM2 en het Logan reference model wordt de bindingspotentiaal (BPND) en
bijhorende %SE berekend en vervolgens worden de correlaties berekend tussen de BPND
bekomen via de verschillende referentieweefselmodellen en de BPND berekend via full
kinetic modeling.
I.
4-parameter Reference Tissue Model (RTM)
Het Reference Tissue Model (zie 1.3.3) wordt gezien als het meest eenvoudige
referentieweefselmodel. De plasma inputcurve, aanwezig bij de compartimentele modellen,
wordt vervangen door een tijd-activiteitscurve van een referentiezone. Ter hoogte van dit
referentieweefsel is er geen specifieke binding van de radiotracer.
II.
Simplified Reference Tissue Model (SRTM)
Het Reference Tissue Model kan verder vereenvoudigd worden wanneer wordt
verondersteld dat in de targetregio het vrije/niet-specifiek gebonden compartiment (CND)
niet te onderscheiden is van het specifiek gebonden weefselcompartiment (CT). Beide
compartimenten, target- en referentieweefselcompartiment, worden beschreven als een
One Tissue Compartment model. Dit gaat gepaard met een daling van het aantal parameters
van 4 (R1, k2, k3 en BP) tot 3 (R1, k2, BP) en een daling van %SE. Het SRTM wordt beschreven
35
Materialen en methoden
door de Formule 3.5 (Nelissen et al., 2012; Schmidt and Turkheimer, 2002; Thomas et al.,
2014):
k2 t
−
R1
CT (t ) = R1C r (t ) + k 2 (1 −
)C r ⊗ e 1+ BPND
1 + BPND
Waarin:
(Formule 3.5)
C T ( t ) en C r ( t ) = de activiteitsconcentratie in respectievelijk het
targetweefsel en het referentieweefsel in functie van de tijd
R1 = de ratio van traceropname in het targetweefsel tegenover de
traceropname in het referentieweefsel = K 1 K '1
k 2 = de snelheidsconstante van het non-displaceable compartiment
naar het plasmacompartiment
BPND = bindingspotentiaal = k3 k4
⊗ = convolutie symbool, is een vermenigvuldigingsteken voor het
vermenigvuldigen van twee wiskundige functies
III.
Simplified Reference Tissue Model 2 (SRTM2)
Wanneer er meerdere targetregio’s worden vergeleken met eenzelfde referentieregio,
gebruik makende van het Simplified Reference Tissue Model, kan er theoretisch gezien
binnen één scan slechts één waarde bekomen worden voor k’2. De snelheidsconstante k’2
beschrijft namelijk de washout van het referentieweefsel naar het plasma. Er werd een
aangepast model ontwikkeld voor deze situatie, het Simplified Reference Tissue Model 2,
waarin de k’2 waarde kan gefixeerd worden. Het SRTM2 is gebaseerd op een twee stappen
algoritme. In de eerste stap wordt de k’2 waarde van enkele regio’s met een hoge specifieke
binding bepaald via het SRTM, waarna het gemiddelde wordt gebruikt als globale k’2 waarde.
De tweede stap bestaat uit het omvormen van de eerder vermelde formule (3.5) tot een
vergelijking enkel bestaande uit de parameters BP en R1 (Wu and Carson, 2002).
IV.
Logan plot en Logan reference model
Logan plot is een grafische analyse voor reversibele systemen om het totale
distributievolume te berekenen. De reversibele radiotracers vertonen een lineaire regressie
nadat er een evenwicht (steady-state) wordt bereikt vanaf t = t ∗ (Formule 3.6).
36
Materialen en methoden
t
∫ CT ( s)ds
0
CT (t )
Waarin:
t
= A + VT
∫ C ( s)ds
0
a
(Formule 3.6)
CT (t )
C T en Ca = respectievelijk weefsel- en plasmaconcentratie
VT = distributievolume
A=−
k2k4
met de snelheidsconstanten k2, k3 en k4
k2 + k3 + k4
In de hier boven vermelde formule kan de arteriële inputfunctie vervangen worden door
een referentiezone waarbij het Logan Reference model (Formule 3.7) wordt bekomen
(Nelissen et al., 2012).
t
∫ C ( s)ds
0
0
CT (t )
Waarin:
t
∫ CT ( s)ds
r
= DVR +
+B
CT (t )
(Formule 3.7)
CT en C r = respectievelijk weefsel- en referentieweefselconcentratie
DVR = BPND + 1 = ratio van de distributievolumes van respectievelijk
het target- en het referentieweefsel
B = constant wanneer CT C r constant is na enige tijd ( t = t * )
V.
Multilinear Reference Tissue Model (MRTM)
Het Multilinear Reference Tissue Model is een alternatief grafisch model om het
distributievolume te berekenen van reversibele radiotracers. Bij het Logan Reference model
wordt verondersteld dat bij t = t ∗ de waarde C T C r constant is. Wanneer dit echter niet zo
is, kan het MRTM worden toegepast (Formule 3.8) (Nelissen et al., 2012):
t
t
DVR
1
DVR
CT ( t ) = −
Cr ( s )ds + ∫ CT ( s )ds −
C r (t )
∫
b 0
b0
k '2 b
Waarin:
(Formule 3.8)
C T ( t ) en C r ( t ) = de activiteitsconcentratie in respectievelijk het target-
en het referentieweefsel in functie van de tijd
b = de intercept term die constant is voor t > t ∗
-1
k ' 2 = washout van het referentieweefsel naar het plasma (min )
37
Materialen en methoden
VI.
Multilinear Reference Tissue Model 2 (MRTM2)
Via het MRTM wordt een gemiddelde k’2 waarde berekend van enkele ROIs met een
hoge SERT-binding, deze gemiddelde k’2 waarde wordt vervolgens gefixeerd in het MRTM2.
Dit resulteert in een reductie van het aantal parameters van 3 naar 2, waardoor wordt
verwacht dat dit model stabieler is dan het MRTM (Ichise et al., 2003).
3.6.3 Blockingexperiment
In het blockingexperiment wordt bij één van de Beagles, hier Basil, gedurende 5 dagen
oraal 20 mg Citalopram (Cipramil, Lundbeck) per dag toegediend. Citalopram is een
selectieve serotonine re-uptake inhibitor (SSRI), die de SERT ter hoogte van de longen en de
hersenen zal blokkeren. Voor de rest verloopt het experiment volledig gelijklopend met het
hierboven beschreven kinetisch experiment en wordt bij de hond een 90 minuten durende
PET scan afgenomen met arteriële bloedafnames en metabolietbepaling. Via dit experiment
wordt nagegaan of veranderingen in de beschikbaarheid van SERT kunnen gemeten worden
via het gebruik van PET en [11C]DASB.
3.7 STATISTIEK
3.7.1 Algemene begrippen
Om na te gaan of de resultaten bekomen bij het full kinetic modelling experiment
significant verschillend zijn, moeten ze getoetst worden. Dit gebeurt door de nulhypothese
(H0), namelijk dat de VT bekomen via het 1-TC model gelijk zijn aan deze bekomen via het 2TC model, te verwerpen ten gunste van een tweezijdige alternatieve hypothese (H1),namelijk
dat de VT niet gelijk zijn, met een bepaald significantie niveau (α). Het resultaat wordt
statistisch significant genoemd op het α100 % significantieniveau wanneer de bijhorende pwaarde kleiner is dan α. In deze masterproef wordt er getoetst op een 5 %
significantieniveau. De p-waarde is de waarschijnlijkheid om, in de veronderstelling dat H0
geldt, een even of meer ‘extreme’ waarde van de teststatistiek T waar te nemen in de
richting van H1. Hoe kleiner de p-waarde, hoe meer evidentie er is dat de geobserveerde H0
een systematische afwijking is en geen toevalstreffer. Wanneer de H0 ten onrechte wordt
verworpen op basis van de geobserveerde gegevens wordt een Type I (α) fout genoemd. Bij
een type II fout (β) wordt de H0 daarentegen ten onrechte weerhouden. De kracht of de
power van een statistische toets is gelijk aan 1 - de kans op een type II fout.
38
Materialen en methoden
P-waarden
zijn
vaak
misleidend,
waardoor
het
beter
is
om
steeds
het
betrouwbaarheidsinterval (Formule 3.9, specifiek voor de t-test) samen met de p-waarde te
rapporteren. Een (1-α)100 % betrouwbaarheidsinterval is een interval dat varieert van
populatie tot populatie en met (1-α)100 % kans de echte parameter bevat die getoetst
wordt. De lengte van een betrouwbaarheidsinterval vertelt iets over de nauwkeurigheid
waarmee de parameter gemeten of geschat werd.
S
S 

 X − tn −1,α / 2 n , X + tn −1,α / 2 n 


Waarin:
(Formule 3.9)
X = het steekproefgemiddelde
tn −1,α / 2 = (1-α)100% percentiel van de t-verdeling met n-1 vrijheidsgraden
S = standaarddeviatie op het steekproefgemiddelde
n = grote van de steekproef
α = betrouwbaarheidsniveau
3.7.2 Gepaarde t-test
De keuze voor een geschikte toets om de gemiddelden van twee studiepopulaties te
vergelijken, is afhankelijk van het feit of de observaties in de twee studiepopulaties gepaard
of ongepaard zijn. De totale distributievolumes (VT) van de twee compartimentele modellen
zijn gepaarde gegevens en worden getoetst met behulp van een gepaarde t-test. De
voorwaarden voor deze test zijn dat de verschillen onafhankelijk en normaal verdeeld zijn.
De toetsingsgrootheid of teststatistiek t met t( na +nb ) −2 vrijheidsgraden wordt berekend via
onderstaande Formule 3.10(8), waarna bijhorende p-waarde wordt opgezocht in de
student’s t-tabel (Bijlage 5) en vervolgens het testresultaat kan geïnterpreteerd worden.
t=
Waarin:
Xa − Xb
Sa
S
+ b
na
nb
(Formule 3.10)
X a en X b = steekproefgemiddelde van studie a en b
S a en Sb = standaarddeviatie op het steekproefgemiddelde
na en n b = aantal observaties van studie a en b
8
http://www.bioplek.org/techniekkaartenbovenbouw/techniek99ttoets.html (14/05/2014)
39
Resultaten
4. RESULTATEN
4.1 KALIBRATIE ANORGANISCHE SCINTILLATIETELLER
4.1.1 Ijklijn NaI(Tl) scintillatieteller
Figuur 4.1 illustreert de kalibratiecurve van de NaI(Tl) scintillatieteller. Hierbij werd de
hoeveelheid activiteit in kBq uitgezet in functie van het aantal counts gemeten gedurende 30
seconden met de scintillatieteller. De curve werd gefit via een lineaire vergelijking, een twee
en een drie exponentiële curve. De goede fitting van deze curves wordt bevestigd door de
hoge R² waarden. Aangezien de lineaire fitting reeds gepaard gaat met een heel hoge R²waarde (0,9975) en deze R²-waarde bijgevolg dus niet veel meer kan stijgen bij de
overschakeling naar een meer complex model (twee- of drie exponentiële fitting) wordt
geopteerd voor het gebruik van de lineaire vergelijking om de meetpunten te fitten.
Activiteit (kBq)
30
Kalibratiecurve NaI(Tl) scintillatieteller
25
20
y = 0,0003x - 0,1616
R² = 0,9975
15
y = 3E-10x2 + 0,0003x - 0,043
R² = 0,9981
10
y = -2E-14x3 + 3E-09x2 + 0,0002x + 0,1176
R² = 0,9989
5
aantal counts
0
0
20000
40000
MBq ifv counts
Poly. (MBq ifv counts)
60000
80000
100000
Lineair (MBq ifv counts)
Poly. (MBq ifv counts)
Figuur 4.1: Kalibratiecurve van de NaI(Tl) scintillatieteller.
4.2 KINETISCHE MODELLERING VAN [11C]DASB IN HONDEN
4.2.1 [11C] DASB synthese
Tijdens de synthese van [11C]DASB wordt de gastarget gedurende 30 min bestraald aan
15 µA wat telkens resulteert in een theoretische opbrengst van ± 50 GBq. Tabel 4.1 geeft
een overzicht weer van de algemene kenmerken per hond en de hoeveelheid geïnjecteerde
activiteit. Per hond werd de hoeveelheid activiteit (MBq), massa (µg per kg) en SERToccupantie berekend. Bij alle honden is het % SERT-occupantie < 5 % waardoor er kan van
uitgegaan worden dat er steeds onder tracercondities werd gewerkt. Bij alle honden was de
pH van het geïnjecteerde farmacon steeds 7, de radiochemische zuiverheid > 95 % en werd
de maximale vooropgestelde concentratie van 0,23 µg/mL MASB niet overschreden.
40
Resultaten
Tabel 4.1: Overzicht van de [11C]DASB injecties bij de vijf honden.
Hond
leeftijd
Basil
Bert
Ernie
Jos
Sybille
5j
8j
8j
4j
6j
Geslacht
(m/v)
m
m
m
m
v
Gewicht
(kg)
Activiteit
(MBq)
Massa
(µg/kg)
17
32
29
11
11
193
269
316
347
318
0,42
0,12
0,07
0,20
0,09
% SERToccupantie
2,6
0,7
0,5
1,2
0,6
4.2.2 Kinetische modellering
4.2.2.1
Opstellen van een metaboliet-gecorrigeerde plasmainputcurve
Met behulp van de kalibratiecurve van de scintillatieteller werd het aantal gemeten
counts van de plasmastalen omgezet naar kBq/ml en uitgezet in functie van de tijd (min).
Hierbij wordt de niet-metaboliet gecorrigeerde plasmainputcurve bekomen (Figuur 4.2).
Figuur 4.2: Voorbeeld van de niet-metaboliet gecorrigeerde plasmainputcurve van Sybille.
Op basis van het aantal geregistreerde counts van de THF-vial gemeten tijdens de
metabolietbepaling werd het % niet-gemetaboliseerde [11C]DASB berekend op verschillende
tijdstippen na tracerinjectie. Bij sommige honden was het aantal gemeten counts bij latere
meetpunten te laag om nauwkeurig gekwantificeerd te kunnen worden, waardoor
geopteerd werd om een gemeenschappelijke metabolietcurve op te stellen voor alle
honden. Hierdoor zijn er evenveel meetpunten per hond en wordt er gecompenseerd voor
het lage aantal counts bij de honden die een lagere hoeveelheid activiteit/kg toegediend
kregen. Een nadeel is dat er hierdoor geen rekening wordt gehouden met een eventuele
intervariabiliteit voor wat betreft het metabolisatiepatroon in de honden. De
gemeenschappelijke metabolietcurve werd gefit in Pmod en vertoont de beste fitting via een
Hill functie (AIC waarde = 12,32; Figuur 4.3: links). Op het moment van injectie wordt er
gestart met 100 % niet-gemetaboliseerde [11C]DASB. Vervolgens vertoont de curve een
exponentiële daling tot quasi alle radiotracer afgebroken is. Bij 90 minuten is er nog een
fractie van 34 % niet-gemetaboliseerde [11C]DASB aanwezig. De wiskundige vergelijking van
41
Resultaten
de gebruikte Hill functie wordt beschreven door Formule 4.1, waarin f p gelijk is aan de
fractie niet-gemetaboliseerde [11C]DASB bij de start en dus gelijk is aan 1,0 (of 100%).

0,9322 × t 0,3376 
f parent (t ) = f p .1 − ( 0,3376
)
t
+ 7,511 

(Formule 4.1)
Door middel van deze metabolietcurve kan de plasmainputcurve op ieder meetpunt
gecorrigeerd worden voor metabolieten. De resulterende curve (Figuur 4.3: rechts) vertoont
de beste fitting via een drie exponentieel dalende curve (AIC waarde : 7,59).
Figuur 4.3: Links: curve van % niet-gemetaboliseerd [11C]DASB in functie van de tijd gefit
via de Hill functie (AIC waarde = 12,32). Rechts: de metaboliet gecorrigeerde plasmainputcurve van Sybille gefit via een drie exponentieel dalende curve (AIC waarde = 7,59).
4.2.2.2
Beeldverwerking
Bij het verwerken van de beelden in Pmod werden de transformaties PET/CT en CT/MRI
uitgevoerd. Op basis van deze transformaties kon het PET beeld van iedere hond
gecoregistreerd worden met het respectievelijke MRI beeld zodat anatomische informatie
kon verkregen worden omtrent de regio’s met hoge en lage traceropname. Figuur 4.4
illustreert een dergelijke fusie met enkele manueel afgelijnde hersenregio’s. De 19 regions of
interest die manueel werden afgelijnd op de beelden worden weergeven in Tabel 4.2.
1
2
3
4
5
6
1 7
11 9
8 2
10 12
Figuur 4.4: Fusie PET/MRI van Sybille met aanduiding van enkele hersenregio’s met hoge
en lage BP waarden. Hersenregio’s: 1 en 2: Frontale cortex Re en Li – 3 en 4: Hippocampus
Re en Li – 5 en 6: Cerebellum Re en Li – 7 en 8: Nucleus Caudatus Re en Li – 9 en 10:
Thalamus Re en Li – 11 en 12: Temporale cortex Re en Li.
42
Resultaten
Tabel 4.2: Overzicht van de manueel afgelijnde hersenregio’s (ROIs) op de PET beelden.
19 regions of interest a
Raphe nucleus
Hypothalamus
Hippocampus Li
Hippocampus Re
Thalamus Li
a
Thalamus Re
Cerebellum
Frontale cortex Re
Frontale cortex Li
Nucleus caudatus Re
Nucleus caudatus Li
Anterior cingulate gyrus
Posterior cingulate gyrus
Temporale cortex Re
Temporale cortex Li
Occipitale cortex Re
Occipitale cortex Li
Pariëtale cortex Re
Pariëtale cortex Li
afkortingen: Li = links – Re = rechts
4.2.2.3
Keuze compartimentele modellen en Logan Plot model
Per hond en per regio werden in Pmod de snelheidsconstanten, het totaal
distributievolume (VT) met bijhorende standaard error (%SE) en de AIC waarde berekend
voor het 1-TC en 2-TC model (Bijlage 1). Voor het Logan model werd het VT en %SE berekend
(Bijlage 2). Tabel 4.3 geeft een overzicht van de gemiddelde waarden per regio.
De keuze tussen de twee compartimentele modellen gebeurt op basis van twee criteria:
%SE en AIC waarde. Bij respectievelijk het 1-TC en 2-TC model hebben alle regio’s (95) een
%SE ≤ 5,05 % en ≤ 6,24 %. Gebaseerd op het %SE wordt het 2-TC model geprefereerd in 62 %
van de afgelijnde hersenregio’s. Er werden grote verschillen in AIC waarden waargenomen
bij alle regio’s. De gemiddelde AIC waarde is 47,06 voor het 1-TC en 16,73 voor het 2-TC
model. Het 2-TC model wordt op basis van de AIC waarde geprefereerd in 66 % van de
afgelijnde hersenregio’s. Door het uitvoeren van een gepaarde t-test (3.7.2) op de VT
waarden van het 1-TC versus het 2-TC model kan worden geconcludeerd dat de resultaten
van het 1-TC en het 2-TC model significant verschillend zijn op 1 % significantieniveau (pwaarde = 0,000214; 1 %-betrouwbaarheidsinterval [-0,145 ; -0,054]). In het Logan model met
vrij t* (t*=variabel) hebben alle regio’s (95) een %SE ≤ 2,90 %. De VT berekend via het 2-TC
model liggen gemiddeld 4 % en 1 % hoger dan deze berekend via respectievelijke het 1-TC en
Logan Plot model. Het Logan Plot model vertoont een lichte onderschatting van de VT
waarden ter hoogte van de ROIs met een hoge SERT-densiteit.
Het 2-TC model wordt gekozen als het best passende model omwille van de lagere AICen %SE waarden in vergelijking met het 1-TC. Het 2-TC model beschrijft het best de kinetiek
van de radiotracer en wordt gebruikt om bindingspotentialen te bepalen en deze te
vergelijken met de referentieweefselmodellen.
43
Resultaten
Tabel 4.3: Overzicht van de gemiddelde distributievolumes (VT) per regio voor het 1-TC en
2-TC model en het grafische Logan Plot model.
1-TC model
b
Region of interest
VT
SD
1 raphe nucleus
3,41 0,31
2 hypothalamus
3,23 0,30
3 Hippocampus Li
2,37 0,40
4 Hippocampus Re
2,28 0,18
5 Thalamus Li
3,42 0,65
6 Thalamus Re
3,34 0,33
7 Cerebellum
1,27 0,10
8 Frontale cortex Re
1,88 0,17
9 Frontale cortex Li
1,87 0,17
10 Nucleus caudatus Re
2,69 0,52
11 Nucleus caudatus Li
2,81 0,82
12 Anterior cingulate gyrus 1,78 0,22
13 Posterior cingulate gyrus 1,58 0,11
14 Temporale cortex Re
1,62 0,05
15 Temporale cortex Li
1,64 0,15
16 Occipitale cortex Re
1,36 0,11
17 Occipitale cortex Li
1,36 0,12
18 Pariëtale cortex Re
1,49 0,15
19 Pariëtale cortex Li
1,54 0,19
a
2-TC model
VT
SD
3,63 0,46
3,61 0,46
2,48 0,48
2,38 0,21
3,63 0,76
3,53 0,42
1,29 0,07
1,94 0,23
1,93 0,24
2,82 0,61
2,94 0,95
1,83 0,26
1,62 0,14
1,65 0,07
1,68 0,17
1,39 0,10
1,39 0,12
1,52 0,18
1,57 0,20
Logan
Ratio
Ratio
modela
2-TC/1-TC 2-TC/Logan
VT
SD
3,53 0,41
1,07
1,03
3,48 0,44
1,12
1,04
2,44 0,46
1,05
1,02
2,37 0,20
1,04
1,00
3,49 0,67
1,06
1,04
3,44 0,38
1,06
1,03
1,31 0,10
1,02
0,99
1,95 0,24
1,03
0,99
1,93 0,26
1,04
1,00
2,76 0,54
1,05
1,02
2,87 0,85
1,05
1,03
1,80 0,28
1,03
1,02
1,61 0,19
1,03
1,01
1,64 0,09
1,02
1,00
1,67 0,19
1,02
1,01
1,37 0,16
1,02
1,02
1,37 0,18
1,02
1,02
1,51 0,20
1,02
1,01
1,55 0,17
1,02
1,02
Gemiddelde:
1,04
1,01
b
Logan zonder gefixeerde beginwaarde (t*=variabel); afkortingen: Li=links – Re=rechts – SD=standaarddeviatie
De correlatie tussen de BPND waarden, berekend via Formule 4.2, van het 1-TC en 2-TC
model wordt geïllustreerd in Figuur 4.5. De grafiek toont aan dat het 1-TC model een kleine
onderschatting geeft van de BPND waarden, voornamelijk bij hersenregio’s met een hoge
SERT-densiteit, waarbij de waarden die het verst onder de curve liggen afkomstig zijn van
beagle Bert.
4,0
1-TC versus 2-TC model
y = 0,9226x + 0,0147
R² = 0,9952
BPND (1-TC)
3,0
2,0
1,0
0,0
0,0 0,5 1,0
1,5 2,0 2,5 3,0
3,5 4,0
BPND (2-TC)
Figuur 4.5: Correlatie tussen de bindingspotentialen berekend via het One Tissue (1-TC) en
Two Tissue (2-TC) Compartimenteel model met bijhorende vergelijking en R² waarde.
BPND =
VT ROI
−1
VT cerebellum
(Formule 4.2)
44
Resultaten
4.2.2.4
Keuze referentieweefselmodellen
Bij het SRTM2 en MRTM2 wordt een gemiddelde k’2 waarde gefixeerd, welke wordt
berekend via respectievelijk het SRTM en MRTM op basis van 6 hersenregio’s met een hoge
specifieke binding: raphe nucleus, thalamus Li, thalamus Re, nucleus caudatus Li en nucleus
caudatus Re. De analyse voor het Logan Reference Model werd tweemaal uitgevoerd:
éénmaal met een vrije t* waarde per ROI, en éénmaal met een vaste t* waarde per ROI,
welke in dit geval 34,8 min bedraagt. De gefixeerde t* waarde komt overeen met de hoogste
t* waarde bekomen met het Logan (t*=variabel) model. Voor het Logan Reference model
(t*=34,8 min) wordt de gemiddelde k’2 waarde van het SRTM2 genomen.
Voor alle referentieweefselmodellen werden de BPND waarden met bijhorende %SE
berekend (Bijlage 3). Bij het uitzetten van de correlaties werden alle BPND waarden waarvan
de bijhorende %SE ≥ 25 % weggelaten, omdat deze waarden statistisch gezien te veel
variëren van studie tot studie en dus minder betrouwbaar zijn. Onderstaande Figuur 4.6
illustreert de correlaties tussen het 2-TC model en vijf referentiemodellen: 4-parameter
RTM, SRTM2, MRTM2, Logan(t*=variabel) en Logan(t*=34,8 min).
RTM versus 2-TC model
y = 0,8802x + 0,1142
R² = 0,9458
3
2
1
0
2
1
0
0,0
MRTM2 versus 2-TC model
y = 0,9203x + 0,0401
R² = 0,9683
2
1
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
BPND (2-TC)
BPND (Logan)
3
3
0,5
1,0
1,5 2,0 2,5
BPND (2-TC)
3,0
3,5
4,0
Logan (t*= variabel) versus 2-TC
y = 0,9471x + 0,019
R² = 0,9655
2
1
0
0
4
4
BPND(Logan)
BPND (MRTM2)
3
y = 0,9073x + 0,0445
R² = 0,9663
3
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
BPND (2-TC)
4
SRTM2 versus 2-TC model
4
BPND (SRTM2)
BPND (RTM)
4
Logan (t*= 34,833) versus 2-TC
y = 0,9451x + 0,0117
R² = 0,9652
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
BPND (2-TC)
Figuur 4.6: De correlaties van de vijf
referentieweefselmodellen ten opzichte
2
van het Two Tissue Compartimenteel
1
model (2-TC model) met bijhorende
0
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
BPND (2-TC)
vergelijking en R² waarde.
45
Resultaten
Alle correlaties van de referentieweefselmodellen met het 2-TC model vertonen een
goede correlatie met een R² waarde hoger dan 0,9 en een richtingscoëfficiënt dicht bij 1. Het
4 – parameter RTM kon niet gefit worden in de occipitale cortex van beagle Basil en Jos. Bij
alle referentieweefselmodellen is er een lichte onderschatting van de BPND waarden bij
regio’s met hoge SERT-densiteit en zijn de waarden die het meest boven de curve gelegen
zijn afkomstig van beagle Basil. Het verschil in R² waarden tussen de vijf
referentieweefselmodellen is verwaarloosbaar en doordat de richtingscoëfficiënt van het
Logan (t*=variabel) model het dichts bij 1 gelegen is, wordt dit model naar voor geschoven
als het best passende model. Door gebruik te maken van dit referentieweefselmodel kan de
invasieve full kinetic modelling methode achterwege gelaten worden voor de visualisatie van
de SERTs met behulp van [11C]DASB. De referentieweefselmodellen SRTM2, MRTM2 en het
Logan (t*= 34,8 min) model zijn zeker ook bruikbaar in dergelijke onderzoeken, vanwege de
kleine variatie in R² waarde en richtingscoëfficiënt in vergelijking met het Logan (t*=variabel)
model.
4.3 BLOCKINGEXPERIMENT
Bij beagle Basil wordt een tweede dynamische PET scan genomen met arteriële
bloedstaalafnames en metabolietbepaling. Gedurende 5 dagen wordt er dagelijks per oraal
20 mg Citalopram, een SSRI, toegediend aan de hond. De laatste dosering van deze SSRI
vindt plaats op de ochtend van de PET scan. Via het blockingexperiment worden de
veranderingen in SERT-beschikbaarheid nagegaan in de hersenen via binding van [11C]DASB.
Onderstaande Tabel 4.4 illustreert een overzicht van de hoeveelheid geïnjecteerde
activiteit, massa (µg/kg), % SERT-occupantie. Bij beide honden was de pH van het
geïnjecteerde farmacon 7. Bij de dynamische PET scan na blocking was de opgestelde
maximale concentratie aan MASB in minieme mate overschreden.
Tabel 4.4: Overzicht van de [11C]DASB injecties van het blockingexperiment
Hond
Basil zonder SSRI
Basil met SSRI
leeftijd
Geslacht
(m/v)
5j
5j
m
m
Gewicht
(kg)
17
16,45
Activiteit
(MBq)
193
409
Massa
(µg/kg)
0,42
0,14
% SERToccupantie
2,57
0,68
46
Resultaten
De binding van [11C]DASB kan visueel vergeleken worden bij beide honden door een
parametrisch map aan te maken, die de verdeling van de BPND waarden weergeeft bij beide
honden met behulp van eenzelfde kleurschaal (blauw < groen < geel < rood). Vervolgens
werden de parametrische mappen op het MRI beeld geplaatst (Figuur 4.7). Bij toediening
van de SSRI worden de SERTs geblokkeerd met een verminderde binding van [11C]DASB als
gevolg, wat wordt bevestigd door onderstaande Figuur 4.7. Er kan geconcludeerd worden
dat de radiotracer [11C]DASB specifieke binding vertoont ter hoogte van de SERTs in de
hersenen en verschillen in SERT-beschikbaarheid kunnen aangetoond worden.
Figuur 4.7: Verdeling van de BPND waarden van [11C]DASB in de hersenen van Basil zonder
(links) en met toediening van een SSRI (rechts).
Bij beide honden werden de SUV-waarden (Formule 1.1) en de BPND waarden via het
Logan Reference model berekend voor twee ROIs met hoge (raphe nucleus en thalamus) en
twee ROIs met middelmatig hoge (nucleus caudatus en hippocampus) SERT-densiteit en het
cerebellum (Figuur4.8; Bijlage 4).
Vergelijking van de BPND waarden van
Basil zonder en met SSRI via het
Logan (t*=variabel) Reference model
SUV curves van Basil met en zonder SSRI
3,5
3
SUV-waarden
2,5
2,026
2
1,667
1,5
0,932
0,658
1
0,683
0,670
0,406
0,387
0,5
0
0
10
20
30
40 50
Tijd (min)
60
70
80
90
raphe
nucleus
thalamus
nucleus
caudatus
basil zonder SSRI
hippocampus
basil met SSRI
Figuur 4.8: Links: SUV curves van Basil zonder (zwart) en met (grijs) SSRI: : raphe nucleus,
: thalamus,
: nucleus caudatus,
: hippocampus,
: cerebellum. Rechts: staafdiagram
die de BPND waarden vergelijkt van Basil zonder (zwart) en met (grijs) SSRI.
47
Discussie
5. DISCUSSIE
In Figuur 4.3 (Links) wordt de metabolisatie van de radiotracer [11C]DASB in functie van
de tijd weergegeven. Hierbij wordt gezien dat er tijdens het verloop van de curve tweemaal,
na 12 en na 30 à 40 minuten, een lichte toename kan geobserveerd worden van het
percentage niet-gemetaboliseerd [11C]DASB. Een enerzijds logische verklaring is dat dit
mogelijks puur een gevolg is van onnauwkeurigheden op de meetmethode waardoor er
variaties, zeker bij lage counts, kunnen optreden. Aangezien deze toename nog steeds wordt
teruggevonden in de gemiddelde waarden van alle honden samen, schept dit echter een
vermoeden dat er eventueel ook een fysiologisch fenomeen aan de basis kan liggen van dit
gegeven. Zo is een mogelijke verklaring voor deze toename te vinden in het feit dat de
radiotracer na injectie in grote mate gebonden wordt ter hoogte van de longen, bij honden
is dit ongeveer 90 % (Parsey et al., 2006), en er daar een soort van opslagpool gevormd
wordt van waaruit dan geleidelijk aan terug radiotracer naar de bloedbaan wordt vrijgesteld.
Een andere verklaring is dat er mogelijks enterohepatische recirculatie optreedt.
Ondanks de verscheidene pogingen om manueel de metabolisatiecurve te fitten met
behulp van een combinatie van een biexponentieel dalende functie (om de metabolisatie in
het plasma te beschrijven) en een functie van de vorm f ( x ) = C1 x (C 2 x + 1) (om de
vrijstelling vanuit de longen naar het plasma te beschrijven) was het niet mogelijk om zowel
de punten te fitten, alsook de lichte toename in het percentage niet-gemetaboliseerd
[11C]DASB na 12 en na 30 à 40 minuten in rekening te brengen. Uiteindelijk werd gekozen
om de metabolisatiecurve te fitten met behulp van een voorgeprogrammeerde functie, de
Hill functie, in Pmod aangezien hierbij de fitting kon beoordeeld worden via AIC-waarden.
Aangezien deze Hill functie een continu dalend verloop beschrijft en bijgevolg de toename in
het percentage niet-gemetaboliseerd [11C]DASB na 12 en na 30 à 40 minuten beschouwt als
onnauwkeurigheden op de meetmethode moet er rekening gehouden worden met een
mogelijke kleine fout op de uiteindelijke opstelling van de metaboliet gecorrigeerde
plasmainputcurve.
Bij beagle Basil is er een minder goede correlatie tussen de BPND bekomen via de
verschillende referentieweefselmodellen en de BPND berekend via het 2-TC model in
vergelijking met de andere honden (Figuur 4.6). Een eventuele verklaring hiervoor is het feit
48
Discussie
dat er bij de eerste hond Basil minder bloedstalen, voornamelijk bij de start van de PET scan,
werden afgenomen waardoor de piek in de plasmainputcurve mogelijks onderschat werd.
Dit reflecteert zich in de VT berekend via het 1-TC en 2-TC model. Een andere mogelijke
verklaring is dat deze hond een klein verschil heeft in metabolisatiepatroon van [11C]DASB en
aangezien er werd gebruik gemaakt van een gemeenschappelijke metabolisatiecurve kan dit
zich uiten in kleine fouten bij de bepaling van de metaboliet gecorrigeerde plasmainputcurve
van Basil.
Het MRTM2 kan gebruikt worden als referentieweefselmodel bij PET studies met
[11C]DASB, maar wanneer het aantal beschikbare SERT heel sterk daalt zoals bijvoorbeeld bij
een blockingexperiment kan dit model niet langer gebruikt worden omdat, zeker bij regio’s
met een hoge SERT-densiteit, een negatieve k’2 waarde werd bekomen. Fysiologisch gezien
kan deze k’2 waarde niet negatief zijn. Deze negatieve waarden zijn het gevolg van het puur
wiskundig fitten van de parameters waarbij het fysiologische aspect niet altijd in rekening
wordt gebracht. Via de andere referentieweefselmodellen werden echter wel positieve k’2
waarden bekomen, waardoor werd geopteerd om de resultaten van het blockingexperiment
te verwerken met behulp van het Logan Reference model.
Bij het vergelijken van de SUV waarden van beagle Basil tijdens het blockingexperiment
werd een daling ter hoogte van het cerebellum waargenomen na toediening van de SSRI
Citalopram (Figuur 4.8: links). Normaal wordt verwacht zo goed als geen verschil te zien in de
SUV waarden, want ter hoogte van het cerebellum, exclusief de vermis, zijn er quasi geen
SERTs aanwezig. De vermis wordt geëxcludeerd uit het referentieregio omdat er omwille van
de aanwezige SERTs een hoge specifieke binding van [11C]DASB wordt waargenomen. Kleine
verschillen in de SUV curves zouden mogelijks afkomstig kunnen zijn van het gebruik van
onnauwkeurige SUV waarden, maar de afwijkingen tussen de bekomen SUV curves van het
blockingexperiment zijn te groot en kunnen hierdoor niet louter afkomstig zijn van het
gebruik van onnauwkeurige SUV waarden. Theoretisch gezien kunnen de afwijkingen
mogelijks verklaard worden door het feit dat de SSRI eventueel ook een deel van de
aspecifieke bindingsplaatsen heeft geblokkeerd waardoor de binding van de radiotracer
lager is in het cerebellum. Dit zou echter eerder voorvallen wanneer er wordt gebruik
gemaakt van koud, niet radioactief, DASB. Hierdoor wordt er een vermoeden opgewekt dat
49
Discussie
de daling in BPND waarden in het cerebellum na blocking te wijten kan zijn aan specifieke
binding in het afgelijnde regio in het cerebellum. Omwille van de minder hoge spatiale
resolutie bij PET werd er mogelijks ter hoogte van enkele voxels in het afgelijnde regio van
het cerebellum een hoeveelheid activiteit geregistreerd die eigenlijk afkomstig is van de
vermis zelf. Doordat er ter hoogte van de vermis een hogere hoeveelheid activiteit wordt
gemeten in vergelijking met de rest van de afgelijnde regio’s in het cerebellum kan de
gemiddelde waarde in deze afgelijnde referentieregio’s sterk beïnvloedt worden door de
hoge activiteit gemeten in deze enkele voxels.
Na blocking liggen de SUV-waarden van de verschillende hersenregio’s niet op dezelfde
hoogte van het cerebellum en werden mogelijks niet alle SERTs geblokkeerd na toediening
van de SSRI. Tweede verklaring is dat DASB een grotere affiniteit heeft voor SERT dan
Citalopram, wat werd aangetoond in saturatiebindingstudies in apen (Zeng et al., 2006).
Verschillende studies tonen aan dat er competitie optreedt tussen de radiotracer
[11C]DASB en 5-HT ter hoogte van de SERTs. Een verhoogde 5-HT concentratie resulteert in
een translocatie van SERTs naar het plasmamembraan en dus ook in een verhoogde binding
van [11C]DASB. De omgekeerde situatie, waarbij er redistributie van de SERTS optreedt bij
een daling van 5-HT en dus ook een daling van [11C]DASB binding, werd onderzocht in
meerdere studies. In deze studies werden echter tegenstrijdige resultaten bekomen,
waardoor verder onderzoek noodzakelijk is (Lundquist et al., 2007; Talbot et al., 2005).
Er werd aangetoond dat de radiotracer [11C]DASB kan gebruikt worden bij honden, maar
wanneer in de toekomst [11C]DASB wordt gebruikt bij honden in nieuwe experimenten
waarbij er kleine verschillen in BPND waarden worden onderzocht, is het belangrijk om ervan
bewust te zijn dat de keuze van het anestheticum een invloed kan hebben op de
concentratie aan 5-HT en dus ook op de BPND waarden van [11C]DASB. In de literatuur zijn er
meerdere studies terug te vinden die de invloed van anesthetica op het serotonerge systeem
hebben onderzocht. In sommige studies onder isofluraan anesthesie was er initieel een
significante daling van de 5-HT concentratie waarneembaar ter hoogte van de hippocampus,
welke terug stijgt tot de baselineconcentratie bij het onderhouden van de anesthesie (Müller
et al., 2011).
50
Conclusie
6. CONCLUSIE
Uit de resultaten van het kinetisch modelleringsexperiment kan geconcludeerd worden
op basis van de standaard error en de AIC waarden dat het Two Tissue Compartimenteel
model wordt geprefereerd in respectievelijk 62 % en 66 % van de ROIs ten opzicht van het
One Tissue Compartimenteel model. Het 2-TC model wordt dan ook naar voorgeschoven als
het best passende model voor de beschrijving van de kinetiek van de radiotracer [11C]DASB
in de hersenen van honden.
Bij het vergelijken van de referentieweefselmodellen met het 2-TC model wordt bij ieder
referentieweefsel een goede correlatie waargenomen. Het 4-parameter referentieweefselmodel vertoont de laagste R² waarde en hogere %SE waarden in vergelijking met de andere
referentieweefselmodellen waardoor de voorkeur wordt gegeven aan het gebruik van de
andere referentieweefselmodellen: Simplified Reference Tissue Model 2, het Multilinear
Reference Tissue Model 2, het Logan Reference Tissue model met vrij t* waarden en het
Logan Reference Tissue model met gefixeerde t* waarde (34,8 min).
Desondanks de minieme verschillen vertoont het Logan Reference (t*=variabel) model
de beste correlatie met het 2-TC model en wordt daarom beschouwd als het best passende
referentieweefselmodel.
Het
model
vertoont
echter,
net
zoals
de
andere
referentieweefselmodellen, een lichte onderschatting van de bindingspotentialen (BPND) ter
hoogte van hersenregio’s met een hoge SERT-densiteit, zoals bijvoorbeeld de raphe nucleus
en de thalamus. De andere referentieweefselmodellen SRTM2, MRTM2 en Logan (t*=34,8
min) mogen zeker ook toegepast worden vanwege de kleine verschillen in R² waarde en
richtingscoëfficiënt met het Logan Reference model met vrije t* waarden.
Door het gebruik van een referentieweefselmodel kunnen de invasieve arteriële
bloedstaalafnames achterwege gelaten worden. Hierdoor is de techniek goedkoper en
voornamelijk minder belastend voor de honden.
Uit de resultaten van het blockingexperiment kan geconcludeerd worden dat er na het
toedienen van een SSRI een daling in specifieke binding van [11C]DASB wordt waargenomen
in de ROIs. En kan er besloten worden dat de SERT-densiteit en veranderingen in SERTbeschikbaarheid kunnen gemeten worden met behulp van de radiotracer [11C]DASB en PET.
51
Literatuurlijst
7. LITERATUURLIJST
Audenaert, K., 2003. De rol van serotonine in het psychisch functioneren, Naar een geestelijk gezonde
samenleving. Kluwer.
Barnes, N.M., Sharp, T., 1999. A review of central 5-HT receptors and their function. Neuropharmacology
38:1083–152.
Blakely, R.D., Ramamoorthy, S., Schroeter, S., Qian, Y., Apparsundaram, S., Galli, a, DeFelice, L.J., 1998.
Regulated phosphorylation and trafficking of antidepressant-sensitive serotonin transporter proteins.
Biol. Psychiatry 44:169–78.
Brenner, D.J., Hall, E.J., 2007. Computed tomography--an increasing source of radiation exposure. N. Engl. J.
Med. 357:2277–84.
Edelman, R.R., Warach, S., 1999. Magnetic resonance imaging. N. Engl. J. Med. 708–716.
Elsinga, P.H., 2002. Radiopharmaceutical chemistry for positron emission tomography. Methods 27:208–17.
Engstrom, R., 1980. Photomultiplier handbook.
Fletcher, J.W., Kinahan, P.E., 2010. PET/CT Standardized Uptake Values (SUVs) in Clinical Practice and Assessing
Response to Therapy. NIH Public Access 31:496–505.
Frank, J., Serotonergic, V.I., 1991. Effects of Antipsychotic Receptors * Drugs on Serotonin 43.
Frankle, W., Huang, Y., 2004. Comparative evaluation of serotonin transporter radioligands 11C-DASB and 11CMcN 5652 in healthy humans. J. Nucl. Med. 45:682–694.
Ginovart, N., Wilson, a a, Meyer, J.H., Hussey, D., Houle, S., 2001. Positron emission tomography quantification
of [(11)C]-DASB binding to the human serotonin transporter: modeling strategies. J. Cereb. Blood Flow
Metab. 21:1342–53.
Gómez-Vallejo, V., Gaja, V., Koziorowski, J., Llop, J., 2012. Specific Activity of 11 C-Labelled Radiotracers: A Big
Challenge for PET Chemists, in: Positron Emission Tomography - Current Clinical and Research Aspects.
pp. 183–210.
Haeusler, D., Mien, L.-K., Nics, L., Ungersboeck, J., Philippe, C., Lanzenberger, R.R., Kletter, K., Dudczak, R.,
Mitterhauser, M., Wadsak, W., 2009. Simple and rapid preparation of [11C]DASB with high quality and
reliability for routine applications. Appl. Radiat. Isot. 67:1654–1660.
Hannon, J., Hoyer, D., 2008. Molecular biology of 5-HT receptors. Behav. Brain Res. 195:198–213.
Huang, Y., Hwang, D., Narendran, R., 2002. Comparative Evaluation in Nonhuman Primates of Five PET
Radiotracers for Imaging the Serotonin Transporters:[11C]McN 5652, [11C]ADAM, [11C]DASB,
[11C]DAPA, and [11C]AFM. J. Cereb. … 1377–1398.
Humm, J.L., Rosenfeld, A., Del Guerra, A., 2003. From PET detectors to PET scanners. Eur. J. Nucl. Med. Mol.
Imaging 30:1574–97.
Huot, P., Fox, S.H., Brotchie, J.M., 2011. The serotonergic system in Parkinson’s disease. Prog. Neurobiol.
95:163–212.
52
Literatuurlijst
IBA, 2005. Product Description Cyclone 18/9 1–63.
Ichise, M., Liow, J.-S., Lu, J.-Q., Takano, A., Model, K., Toyama, H., Suhara, T., Suzuki, K., Innis, R.B., Carson, R.E.,
2003. Linearized reference tissue parametric imaging methods: application to [11C]DASB positron
emission tomography studies of the serotonin transporter in human brain. J. Cereb. Blood Flow Metab.
23:1096–112.
Innis, R.B., Cunningham, V.J., Delforge, J., Fujita, M., Gjedde, A., Gunn, R.N., Holden, J., Houle, S., Huang, S.-C.,
Ichise, M., Iida, H., Ito, H., Kimura, Y., Koeppe, R. a, Knudsen, G.M., Knuuti, J., Lammertsma, A. a, Laruelle,
M., Logan, J., Maguire, R.P., Mintun, M. a, Morris, E.D., Parsey, R., Price, J.C., Slifstein, M., Sossi, V.,
Suhara, T., Votaw, J.R., Wong, D.F., Carson, R.E., 2007. Consensus nomenclature for in vivo imaging of
reversibly binding radioligands. J. Cereb. Blood Flow Metab. 27:1533–9.
Keyes, J.W., 1995. SUV: standard uptake or silly useless value? J. Nucl. Med. 36:1836–9.
Kornum, B.R., Lind, N.M., Gillings, N., Marner, L., Andersen, F., Knudsen, G.M., 2009. Evaluation of the novel 5HT4 receptor PET ligand [11C]SB207145 in the Göttingen minipig. J. Cereb. Blood Flow Metab. 29:186–96.
Lammertsma, a a, Hume, S.P., 1996. Simplified reference tissue model for PET receptor studies. Neuroimage
4:153–8.
Lehel, S., Madsen, J., Gillings, N., 2009. HPLC methods for the purification of [ 11 C]-labelled
radiopharmaceuticals: reversal of the retention order of products and precursors. J. Label. Compd.
Radiopharm. 52:177–181.
Li, Z., Conti, P.S., 2010. Radiopharmaceutical chemistry for positron emission tomography. Adv. Drug Deliv. Rev.
62:1031–51.
Lu, J., Ichise, M., Liow, J., 2004. Biodistribution and radiation dosimetry of the serotonin transporter ligand 11CDASB determined from human whole-body PET. J. Nucl. Med. 45:1555–1559.
Lundquist, P., Roman, M., Syvänen, S., Hartvig, P., Blomquist, G., Hammarlund-Udenaes, M., Langström, B.,
2007. Effect on DASB binding after tranylcypromine-induced increase in serotonin concentration:
Positron emission tomography studies in monkeys and rats. Synapse 61:440–449.
Molliver, M.E., 1987. Serotonergic neuronal systems: what their anatomic organization tells us about function.
J. Clin. Psychopharmacol. 7:3–23.
Nelissen, N., Warwick, J., Dupont, P., 2012. Kinetic modelling in human brain imaging, in: Positron Emission
Tomography - Current Clinical and Research Aspects. pp. 55–84.
Oh, S.J., Ha, H.J., Chi, D.Y., Lee, H.K., 2001. Serotonin receptor and transporter ligands - current status. Curr.
Med. Chem. 8:999–1034.
Paans, A.M.J., van Waarde, A., Elsinga, P.H., Willemsen, A.T.M., Vaalburg, W., 2002. Positron emission
tomography: the conceptual idea using a multidisciplinary approach. Methods 27:195–207.
Parsey, R. V, Ojha, A., Ogden, R.T., Erlandsson, K., Kumar, D., Landgrebe, M., Van Heertum, R., Mann, J.J., 2006.
Metabolite considerations in the in vivo quantification of serotonin transporters using 11C-DASB and PET
in humans. J. Nucl. Med. 47:1796–802.
Patton, J.A., 1998. AAPM / RSNA Physics for Residents Introduction to Nuclear Physics. Imaging Ther. Technol.
18:995–1007.
53
Literatuurlijst
Pike, V.W., 2009. PET radiotracers: crossing the blood-brain barrier and surviving metabolism. Trends
Pharmacol. Sci. 30:431–40.
Rudnick, G., 2006. Serotonin transporters--structure and function. J. Membr. Biol. 213:101–10.
Schmidt, K.C., Turkheimer, F.E., 2002. Kinetic modeling in positron emission tomography. Q. J. Nucl. Med.
46:70–85.
11
Shao, X., Schnau, P.L., Fawaz, M. V, Scott, P.J.H., 2013. Enhanced radiosyntheses of [ C]raclopride and
11
[ C]DASB using ethanolic loop chemistry. Nucl. Med. Biol. 40:109–16.
Solbach, C., Uebele, M., Reischl, G., Machulla, H.-J., 2005. Efficient radiosynthesis of carbon-11 labelled
uncharged Thioflavin T derivatives using [11C]methyl triflate for beta-amyloid imaging in Alzheimer’s
Disease with PET. Appl. Radiat. Isot. 62:591–5.
Suehiro, M., Underwood, M., Arango, V., Wang, T.S., Kassir, S., Bakalian, M., Yatabe, T., Pratap, M., Van
Heertum, R.L., Mann, J., 1998. IN VlVO BIODISTRIBUTION OF A RADIOTRACER FOR IMAGING SEROTONINIA RECEPTOR SITES WITH PET : [11-C ] LY274601. Life Sci. 63:1533–1542.
Talbot, P.S., Frankle, W.G., Hwang, D.-R., Huang, Y., Suckow, R.F., Slifstein, M., Abi-Dargham, A., Laruelle, M.,
2005. Effects of reduced endogenous 5-HT on the in vivo binding of the serotonin transporter radioligand
11C-DASB in healthy humans. Synapse 55:164–75.
Tarantola, G., Zito, F., Gerundini, P., 2003. PET instrumentation and reconstruction algorithms in whole-body
applications. J. Nucl. Med. 44:756–69.
Thomas, S., London, H., Turkheimer, P.F.E., Dunn, J., 2014. EXPERIMENTAL DESIGN and PRACTICAL DATA
ANALYSIS in POSITRON EMISSION TOMOGRAPHY.
Törk, I., 1990. Anatomy of the serotonergic system. Ann. N. Y. Acad. Sci. 600:9–34.
Torres, G.E., Gainetdinov, R.R., Caron, M.G., 2003. Plasma membrane monoamine transporters: structure,
regulation and function. Nat. Rev. Neurosci. 4:13–25.
Turkington, T.G., 2001. Introduction to PET instrumentation. J. Nucl. Med. Technol. 29:4–11.
Ungersboeck, J., Philippe, C., Haeusler, D., Mitterhauser, M., Lanzenberger, R., Dudczak, R., Wadsak, W., 2012.
Optimization of [11C]DASB-synthesis: vessel-based and flow-through microreactor methods. Appl.
Radiat. Isot. 70:2615–20.
Van Kempen, G.M.J., 1995. serotonine in de neurologie en de psychiatrie. Ned Tijdschr Geneeskd 2084–2088.
Van Laeken, N., Kersemans, K., 2013. raclopride and DASB leading to high radiochemical yields and more
practical high quality radiopharmaceutical formulations. Appl. Radiat. Isot. 78:62–67.
Wadsak, W., Mitterhauser, M., 2010. Basics and principles of radiopharmaceuticals for PET/CT. Eur. J. Radiol.
73:461–9.
Watabe, H., Ikoma, Y., Kimura, Y., Naganawa, M., Shidahara, M., 2006. PET kinetic analysis -compartmental
model. Ann. Nucl. Med. 20:583–8.
Wilson, a a, Ginovart, N., Schmidt, M., Meyer, J.H., Threlkeld, P.G., Houle, S., 2000. Novel radiotracers for
imaging the serotonin transporter by positron emission tomography: synthesis, radiosynthesis, and in
vitro and ex vivo evaluation of (11)C-labeled 2-(phenylthio)araalkylamines. J. Med. Chem. 43:3103–10.
54
Literatuurlijst
Wilson, A. a, Ginovart, N., Hussey, D., Meyer, J., Houle, S., 2002. In vitro and in vivo characterisation of [11C]DASB: a probe for in vivo measurements of the serotonin transporter by positron emission tomography.
Nucl. Med. Biol. 29:509–15.
Wu, Y., Carson, R., 2002. Noise reduction in the simplified reference tissue model for neuroreceptor functional
imaging. J. Cereb. Blood Flow Metab. 22:1440–1452.
Wuest, F., Berndt, M., Kniess, T., 2007. Carbon-11 labeling chemistry based upon [11C]methyl iodide. Ernst
Schering Res. Found. Workshop 183–213.
Zeng, Z., Chen, T.-B., Miller, P.J., Dean, D., Tang, Y.S., Sur, C., Williams, D.L., 2006. The serotonin transporter in
rhesus monkey brain: comparison of DASB and citalopram binding sites. Nucl. Med. Biol. 33:555–63.
INTERNETBRONNEN
1. http://leiderdepro.wordpress.com/tag/serotonin/ (03/03/2014)
2. http://www.pmod.com/files/download/v31/doc/pkin/toc222565.htm (26/02/2014)
3. http://dictionary.reference.com/illus/illustration.html/ahsd/cyclotron/cyclot (25-03-2014)
4. http://www.orau.org/ptp/collection/ionchamber/introionizationchamberr.htm (17/04/2014)
5. http://mpbundels.mindef.nl/35_serie/35_310/hoofdstuk_4.htm (17/04/2014)
6. http://www.magnetic-resonance.org/ch/02-02.html (23/04/2014)
7. http://www.waters.com/webassets/cms/events/docs/FundamentalsofSPEPart1_2013_Final_2_26_13.pdf
(01/05/2014)
8. http://www.bioplek.org/techniekkaartenbovenbouw/techniek99ttoets.html (14/05/2014)
55
Bijlage 1
BIJLAGEN
BIJLAGE 1: Resultaten compartimentele weefselmodellen
ROI
Raphe
Hypothalamus
Hippocampus Li
Hippocampus Re
Thalamus Li
Beagle
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
1-TC
K1
0,549
0,278
0,249
0,175
0,227
0,37
0,206
0,15
0,11
0,173
0,548
0,276
0,315
0,188
0,256
0,588
0,283
0,282
0,214
0,224
0,637
0,23
0,345
0,221
0,327
k2
0,169
0,073
0,077
0,048
0,073
0,116
0,059
0,055
0,034
0,05
0,298
0,125
0,137
0,064
0,1
0,28
0,134
0,117
0,085
0,099
0,222
0,076
0,101
0,049
0,1
%SE
VT
(op VT)
3,247
1,43
3,812
3,84
3,21
1,62
3,671
3,08
3,097
1,7
3,18
2,33
3,505
5,05
2,746
1,52
3,256
4,03
3,444
1,95
1,842
2,03
2,213
3,83
2,301
1,48
2,92
3,59
2,563
1,51
2,102
1,38
2,112
3,77
2,409
1,31
2,521
3,13
2,261
1,3
2,875
1,65
3,024
4,24
3,417
1,78
4,511
3,06
3,263
1,58
2-TC
AIC
23,54
86,84
31,58
70,63
32,19
55,47
101,74
23,26
77,17
35,81
45,99
84,31
23,99
82,79
25,06
20,47
82,85
16,69
74,28
15,05
33,16
92,12
38,33
71,84
28,97
K1
0,702
0,665
0,373
0,477
0,342
0,51
0,731
0,195
0,394
0,271
0,564
0,634
0,43
0,562
0,349
0,655
0,598
0,369
0,586
0,285
1,112
0,506
0,546
0,53
0,453
k2
0,335
0,523
0,272
0,611
0,266
0,258
0,763
0,131
0,777
0,223
0,364
0,714
0,348
0,755
0,282
0,427
0,648
0,272
0,843
0,239
1,973
0,432
0,385
0,48
0,283
k3
0,073
0,098
0,113
0,161
0,116
0,036
0,094
0,052
0,16
0,11
0,3
0,11
0,12
0,145
0,138
0,212
0,095
0,099
0,177
0,133
1,587
0,071
0,144
0,14
0,124
k4
0,122
0,042
0,079
0,039
0,077
0,048
0,028
0,055
0,025
0,054
1,574
0,064
0,132
0,045
0,124
0,56
0,062
0,122
0,062
0,143
0,384
0,036
0,097
0,041
0,114
%SE
VT
(op VT)
3,351
0,79
4,245
1,69
3,336
0,63
4,002
1,25
3,23
0,92
3,468
1,97
4,166
2,9
2,918
1,73
3,788
3,12
3,697
1,67
1,843
2,17
2,417
1,29
2,362
0,85
3,17
1,77
2,619
1,17
2,112
1,52
2,329
1,5
2,466
0,71
2,674
1,3
2,298
1,12
2,894
1,64
3,475
3,06
3,531
0,82
4,918
1,75
3,346
1,18
AIC
-24,15
6,046
-47,76
-15,08
-27,22
1,14
20,77
-16,33
16,62
-12,7
50,98
1,58
-17,93
15,84
1,12
23,74
9,77
-30,74
6,86
-0,7
32,46
31,65
-21,63
6,26
1,07
1
Bijlage 1
Thalamus Re
Cerebellum
Frontal Re
Frontal Li
Nucl caud Re
Nucl caud Li
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
0,643
0,279
0,326
0,207
0,324
0,645
0,488
0,418
0,213
0,31
0,557
0,412
0,277
0,195
0,246
0,663
0,381
0,267
0,16
0,251
0,499
0,22
0,262
0,163
0,256
0,484
0,242
0,275
0,162
0,258
0,197
0,087
0,096
0,054
0,109
0,494
0,393
0,315
0,191
0,228
0,333
0,204
0,138
0,099
0,144
0,38
0,195
0,152
0,075
0,144
0,223
0,09
0,09
0,046
0,109
0,219
0,096
0,102
0,038
0,108
3,257
3,196
3,406
3,863
2,968
1,305
1,241
1,324
1,115
1,358
1,672
2,017
2,01
1,97
1,712
1,743
1,954
1,757
2,125
1,747
2,243
2,453
2,919
3,508
2,342
2,203
2,53
2,682
4,254
2,396
1,42
4,4
1,34
3
1,66
3,65
1,81
0,93
2,6
1,32
1,75
3,02
1,14
2,54
1,24
2,53
3,2
1,07
2,73
1,39
1,44
3,42
1,5
2,65
1,12
1,44
3,43
1,5
2,62
1,4
23,19
94,63
19,77
71,04
31,61
85,5
36,08
-8,67
57,78
13,62
35,64
68,67
6,85
60,06
11,06
60,98
71,9
1,827
64,46
18,31
23,23
78,12
26,32
60,57
5,46
23,48
78,4
26,1
55,87
20,22
0,784
0,688
0,445
0,537
0,437
0,663
0,624
0,421
0,612
0,321
0,558
0,711
0,347
0,453
0,269
0,664
0,663
0,33
0,366
0,266
0,573
0,416
0,374
0,34
0,306
0,533
0,498
0,374
0,385
0,315
0,367
0,58
0,265
0,599
0,276
0,983
0,7
0,34
1,774
0,258
0,34
0,652
0,291
0,788
0,199
0,382
0,628
0,307
0,611
0,182
0,407
0,399
0,274
0,397
0,199
1,189
0,523
0,262
0,508
0,21
0,118
0,082
0,118
0,161
0,105
7,482
0,072
0,147
0,332
0,026
0,059
0,091
0,118
0,215
0,058
0,026
0,083
0,12
0,172
0,06
0,304
0,081
0,115
0,154
0,07
7,247
0,114
0,092
0,196
0,078
0,213
0,04
0,109
0,044
0,114
8
0,185
2,155
0,14
0,28
2,92
0,09
0,165
0,084
0,208
6,401
0,08
0,182
0,062
0,297
0,506
0,052
0,096
0,045
0,126
1,85
0,062
0,099
0,039
0,126
3,312
3,645
3,491
4,165
3,047
1,305
1,296
1,325
1,167
1,364
1,672
2,198
2,044
2,055
1,725
1,743
2,147
1,786
2,243
1,753
2,254
2,677
3,006
3,77
2,386
2,204
2,717
2,764
4,597
2,442
1,33
2,38
0,67
1,35
1,31
3,84
1,7
1,03
1,37
1,55
1,85
1,29
0,79
1
1,35
2,68
1,42
0,72
1,25
1,55
1,54
1,6
0,72
1,81
0,91
1,51
1,85
0,81
1,56
1,3
14,27
24,96
-34,52
-3,73
7,53
90,54
18,6
-3,6
12,59
18,01
40,65
3,27
-22,26
-6,42
12,19
65,97
7,74
-28,31
1,59
22,5
26,2
6,7
-33,21
9,48
-17,81
28,52
25,12
-25,67
-5,3
6,12
2
Bijlage 1
ACG
PCG
Temporal Re
Temporal Li
Occipital Re
Occipital Li
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
0,718
0,457
0,363
0,225
0,365
0,707
0,407
0,461
0,256
0,361
0,717
0,543
0,278
0,205
0,285
0,742
0,441
0,299
0,227
0,312
0,764
0,612
0,514
0,254
0,406
0,742
0,543
0,456
0,275
0,373
0,397
0,247
0,258
0,113
0,198
0,449
0,257
0,328
0,152
0,218
0,424
0,336
0,178
0,126
0,18
0,445
0,294
0,201
0,121
0,184
0,548
0,453
0,417
0,195
0,267
0,544
0,403
0,371
0,21
0,238
1,81
1,847
1,409
1,994
1,842
1,577
1,581
1,404
1,685
1,657
1,692
1,614
1,56
1,625
1,587
1,667
1,499
1,493
1,865
1,694
1,394
1,35
1,234
1,306
1,52
1,362
1,348
1,23
1,307
1,564
2,87
2,8
2,17
2,75
1,68
3,15
2,8
2,1
2,76
1,44
3,26
2
1,37
2,52
1,6
3,44
2,19
1,44
2,67
1,58
3,89
1,69
2,65
2,31
1,64
4,09
1,81
2,04
2,11
1,53
69,83
64,28
48,19
64,88
30,74
75,88
64,03
46,02
64,42
20,4
78,41
43,47
17,97
58,12
26,56
81,93
48,1
20,58
63,02
26,43
91,06
32,38
62,07
51,44
28,46
94,47
36,45
44,07
46,26
24,08
0,719
0,757
0,364
0,545
0,365
0,706
0,596
0,462
0,536
0,362
0,736
0,714
0,28
0,458
0,306
0,776
0,633
0,331
0,556
0,323
0,789
0,753
0,515
0,506
0,408
0,766
0,666
0,457
0,502
0,374
0,398
0,718
0,28
0,882
0,205
0,448
0,591
0,334
0,794
0,219
0,779
0,663
0,184
0,858
0,234
1,056
0,656
0,307
0,977
0,212
1,127
0,688
0,437
0,936
0,269
1,104
0,61
0,385
0,888
0,238
0,031
0,1
0,555
0,205
0,139
1,231E-25
0,08
0,081
0,165
3,883E-07
5,373
0,083
0,013
0,219
0,066
7,01
0,097
0,171
0,23
0,038
7,936
0,04
0,379
0,212
5,653E-07
7,714
0,034
0,231
0,236
5,711E-15
8
0,112
6,534
0,086
4,075
8
0,11
5,189
0,1
0,309
6,801
0,159
0,484
0,1
0,302
5,526
0,151
0,435
0,095
0,339
8
0,132
8
0,139
0,896
8
0,106
6,441
0,167
0,727
1,811
1,995
1,409
2,091
1,842
1,577
1,699
1,404
1,78
1,657
1,692
1,704
1,561
1,697
1,595
1,668
1,586
1,499
1,949
1,698
1,394
1,43
1,234
1,37
1,519
1,362
1,439
1,23
1,359
1,569
3,02
1,37
2,39
1,03
1,77
3,32
2,27
2,22
1,05
1,66
3,46
1,39
1,54
1,03
1,8
3,65
1,58
1,56
1,12
1,8
4,15
1,42
2,86
1,02
1,77
4,52
1,47
2,18
1,2
1,66
74,83
8,07
53,22
-4,31
35,76
80,88
39,51
51,03
-4,6
25,42
83,41
7,86
22,98
-4,24
30,52
86,93
17,07
24,08
1,73
31,17
96,09
3,74
67,07
-6,5
33,47
99,53
4,44
49,09
4,98
29,17
3
Bijlage 1
Parietal Re
Parietal Li
Gemiddelde:
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
0,747
0,533
0,277
0,273
0,282
0,892
0,478
0,305
0,244
0,287
0,49
0,347
0,221
0,164
0,192
0,513
0,335
0,239
0,147
0,181
1,524
1,537
1,252
1,669
1,469
1,739
1,429
1,276
1,662
1,586
3,6
1,78
1,24
2,56
1,66
3,9
1,97
1,31
2,56
1,55
85,38
35,71
9,56
59,45
28,98
91,97
41,91
13,47
59,5
24,73
2,29
47,06
0,742
0,706
0,282
0,661
0,282
0,896
0,651
0,305
0,599
0,297
0,484
0,652
0,243
1,155
0,192
0,51
0,671
0,245
1,111
0,21
1,97E-11
0,09
0,044
0,245
0,00004018
1,645E-09
0,101
0,105
0,247
0,047
0,0792
0,185
0,561
0,119
0,996
0,0758
0,187
4,536
0,111
0,371
1,534
1,607
1,253
1,748
1,469
1,758
1,495
1,276
1,737
1,59
5,03
1,35
1,38
0,85
1,87
6,24
1,65
1,37
0,8
1,75
90,42
6,63
14,5
-16,4
33,98
97,074
19,55
18,52
-20,24
29,46
1,75
16,73
Afkortingen: Re = rechts – Li = links – ACG = anterior cingulate gyros – PCG = posterior cingulate gyrus.
4
Bijlage 2
BIJLAGE 2: Resultaten Logan Plot model zonder en met gefixeerde t*waarde
ROI
Raphe
Beagle
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Hypothalamus
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Hippocampus Li Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Hippocampus Re Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Thalamus Li
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Thalamus Re
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Cerebellum
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Frontal Re
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Frontal Li
Basil
Bert
Jos
Ernie
Logan (vrije t*)
t*
VT
%SE ( op VT)
10,83 3,304
0,19
24,83 4,093
1,1
12,83 3,254
0,36
24,83
3,84
1,42
14,83 3,151
0,35
19,83 3,354
0,4
29,83 3,992
1,19
19,83 2,825
0,55
34,83 3,725
2,9
19,83 3,515
1,2
19,83
1,79
0,81
19,83
2,4
0,41
8,83 2,363
0,28
19,83 3,054
1,46
8,83 2,596
0,16
10,83
2,11
0,54
24,83 2,341
0,72
8,83 2,454
0,25
19,83
2,65
0,93
6,83 2,292
0,27
19,83 2,812
0,69
24,83 3,277
1,98
12,83 3,463
0,24
19,83 4,615
1,56
8,83 3,273
0,31
4,33 3,272
0,35
24,83
3,51
1,58
10,83
3,42
0,28
24,83 4,024
1,04
8,83 2,996
0,26
19,83 1,173
1,1
10,83 1,353
0,31
6,83 1,366
0,32
14,83 1,242
0,5
3,33
1,42
0,3
19,83 1,634
0,83
19,83 2,214
0,58
6,83 2,062
0,23
19,83 2,075
0,62
4,33 1,763
0,3
19,83 1,634
1,06
19,83 2,161
0,72
6,83 1,821
0,18
19,83 2,244
0,96
Logan ( t*=34,8333)
VT
%SE (op VT)
3,29
0,29
4,267
1,22
3,275
0,33
3,903
1,72
3,177
0,42
3,358
0,59
4,098
1,44
2,842
0,73
3,725
2,9
3,564
1,85
1,754
0,68
2,469
0,55
2,361
0,52
3,124
2
2,593
0,32
2,058
0,4
2,423
0,75
2,444
0,3
2,682
1,24
2,285
0,64
2,763
0,63
3,431
2,64
3,468
0,41
4,739
2,05
3,272
0,59
3,208
0,47
3,659
2,03
3,407
0,25
4,079
1,16
2,988
0,45
1,14
0,97
1,397
0,52
1,34
0,27
1,255
0,62
1,394
0,47
1,602
0,8
2,291
0,78
2,048
0,33
2,099
0,73
1,735
0,44
1,589
0,98
2,238
1,03
1,809
0,27
2,294
1,04
5
Bijlage 2
Nucl caud Re
Nucl caud Li
ACG
PCG
Temporal Re
Temporal Li
Occipital Re
Occipital Li
Parietal Re
Parietal Li
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
3,33
10,83
19,83
10,83
24,83
8,83
19,83
19,83
10,83
19,83
8,83
19,83
10,83
19,83
14,83
19,83
19,83
14,83
19,83
12,83
10,83
24,83
6,83
14,83
19,83
4,83
24,83
10,83
14,83
14,83
10,83
19,83
8,83
19,83
19,83
12,83
24,83
8,83
19,83
8,83
10,83
24,83
6,83
8,83
12,83
12,83
24,83
8,83
1,788
2,248
2,611
2,956
3,604
2,377
2,179
2,658
2,732
4,349
2,433
1,67
2,004
1,397
2,108
1,83
1,429
1,731
1,381
1,808
1,689
1,516
1,721
1,59
1,747
1,638
1,496
1,625
1,529
1,974
1,73
1,218
1,474
1,172
1,439
1,539
1,156
1,476
1,211
1,407
1,594
1,339
1,636
1,309
1,782
1,506
1,486
1,534
0,37
0,5
0,74
0,29
1,66
0,23
0,61
0,97
0,3
1,48
0,3
1,07
0,26
0,91
0,48
0,73
0,93
0,45
0,63
0,34
0,54
1,13
0,08
0,7
0,46
0,42
1,17
0,39
0,63
0,45
0,57
1,19
0,24
0,84
0,36
0,59
1,27
0,28
0,79
0,22
0,54
1,2
0,19
0,45
0,26
0,6
1,42
0,19
1,747
2,198
2,696
2,953
3,623
2,384
2,143
2,737
2,734
4,455
2,416
1,626
2,061
1,368
2,136
1,799
1,393
1,782
1,358
1,826
1,651
1,485
1,756
1,557
1,767
1,598
1,464
1,682
1,499
1,996
1,687
1,18
1,521
1,145
1,452
1,506
1,128
1,524
1,188
1,411
1,555
1,312
1,683
1,279
1,794
1,473
1,456
1,579
0,6
0,44
0,96
0,43
2,17
0,39
0,44
1,54
0,48
1,97
0,55
1,03
0,45
0,85
0,46
0,69
0,81
0,77
0,41
0,4
0,55
1,07
0,2
0,61
0,32
0,5
1,02
0,72
0,52
0,5
0,49
1,06
0,43
0,68
0,25
0,49
1,23
0,53
0,73
0,43
0,38
1,22
0,47
0,37
0,34
0,49
1,54
0,38
6
Bijlage 2
Jos
Ernie
Sybille
12,83
10,83
6,83
1,319
1,766
1,632
0,56
0,31
0,55
1,291
1,783
1,586
0,44
0,46
0,59
Afkortingen: Re = rechts – Li = links – ACG = anterior cingulate gyros – PCG = posterior cingulate gyrus.
7
Bijlage 3
BIJLAGE 3: Resultaten referentieweefselmodellen
ROI
Beagle
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Raphe
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Hypothalamus
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Hippocampus Li Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Hippocampus Re Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Thalamus Li
Basil
Bert
1-TC
BP
2-TC
BP
1,488
2,072
1,424
2,292
1,281
1,437
1,824
1,074
1,920
1,536
0,411
0,783
0,738
1,619
0,887
0,611
0,702
0,819
1,261
0,665
1,203
1,437
1,568
2,275
1,518
2,429
1,368
1,657
2,215
1,202
2,246
1,710
0,412
0,865
0,783
1,716
0,920
0,618
0,797
0,861
1,291
0,685
1,218
1,681
RTM
BP
2,024
2,045
1,490
2,147
1,359
2,295
2,017
1,173
2,115
1,760
0,529
0,771
0,771
1,546
0,885
0,821
0,719
0,842
1,157
0,658
1,436
1,486
SRTM
%SE
1,49
1,71
1,12
3,02
1,39
3,54
5,68
2,6
6,53
3,95
3,94
3,27
2,31
5,02
4,96
3,82
3,44
3,01
5,71
10
2,51
4,42
BP
%SE
k'2
2,023
2,046
1,492
2,141
1,362
2,304
2,099
1,174
2,167
1,766
1,43
1,64
1,06
2,46
1,29
3,28
5,46
2,43
5,71
3,55
0,081752
0,09923
0,114225
0,082959
0,082206
0,075318
0,067645
0,124494
0,05932
0,081643
1,444
1,485
2,61 0,110576
4,26 0,087007
BP
1,951
2,065
1,477
2,117
1,324
2,103
1,858
1,185
1,8
1,684
0,544
0,789
0,757
1,472
0,89
0,797
0,72
0,84
1,141
0,675
1,47
1,452
SRTM2
%SE
Gem. k'2
0,096186
0,095043
0,125360
0,087041
0,092001
1,23
1,31
1
1,62
0,91
2,22
3,28
1,81
2,86
1,95
3,69
2,92
1,95
2,48
1,58
3,13
2,8
1,02
2,44
2,23
2,39
3,1
8
Bijlage 3
Thalamus Re
Frontal Re
Frontal Li
Nucl caud Re
Nucl caud Li
ACG
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
1,581
3,046
1,403
1,496
1,575
1,573
2,465
1,186
0,281
0,625
0,518
0,767
0,261
0,336
0,575
0,327
0,906
0,286
0,719
0,977
1,205
2,146
0,725
0,688
1,039
1,026
2,815
0,764
0,387
0,488
0,064
1,665
3,214
1,453
1,538
1,813
1,635
2,569
1,234
0,281
0,696
0,543
0,761
0,265
0,336
0,657
0,348
0,922
0,285
0,727
1,066
1,269
2,231
0,749
0,689
1,096
1,086
2,939
0,790
0,388
0,539
0,063
1,616
2,805
1,391
1,873
1,644
1,574
2,270
1,184
0,418
0,630
0,536
0,672
0,251
0,404
0,595
0,352
0,814
0,266
0,941
0,940
1,238
1,927
0,718
0,894
0,982
1,062
2,545
0,751
0,429
0,487
0,057
1,5
3,54
2,86
3,02
3,67
1,41
2,73
4,1
22,23
2,59
9,47
11,94
112,56
31,11
3,74
4,89
7,85
91,44
5,68
3,03
1,38
3,61
7,8
5,45
3,65
1,58
2,71
6,77
26,69
4,56
1286414
1,624
2,796
1,385
1,869
1,653
1,57
2,263
1,178
1,51
2,93
1,74
2,46
3,49
0,97
2,21
2,21
0,106636
0,090001
0,092513
0,094762
0,079205
0,131479
0,086726
0,087978
0,938
0,938
1,238
1,922
0,715
0,891
0,982
1,061
2,54
0,748
2,92
2,89
1,33
2,81
2,25
2,58
3,54
1,54
2,31
2,04
0,102603
0,114777
0,131479
0,101065
0,101608
0,112104
0,122391
0,114904
0,102175
0,106056
1,597
2,815
1,386
1,864
1,585
1,587
2,262
1,171
0,393
0,638
0,539
0,686
0,263
0,4
0,595
0,352
0,817
0,282
0,948
0,974
1,237
1,986
0,727
0,913
1,026
1,053
2,65
0,764
0,428
0,496
0,062
1,26
2,08
1,32
2
2,54
0,9
1,56
1,65
3,21
1,5
1,6
2,78
3,8
3,28
3,2
1,81
2,42
4,49
2,53
2,79
1,08
2,26
1,87
2,43
3,52
1,27
1,85
1,78
3,08
4,51
28,5
9
Bijlage 3
PCG
Temporal Re
Temporal Li
Occipital Re
Occipital Li
Parietal Re
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
0,788
0,356
0,208
0,274
0,060
0,511
0,220
0,297
0,301
0,178
0,457
0,169
0,277
0,208
0,128
0,673
0,247
0,068
0,088
-0,068
0,171
0,119
0,044
0,086
-0,071
0,172
0,152
0,168
0,239
-0,054
0,497
0,792
0,350
0,208
0,311
0,060
0,525
0,215
0,297
0,315
0,178
0,454
0,169
0,278
0,224
0,131
0,670
0,245
0,068
0,103
-0,069
0,174
0,114
0,044
0,110
-0,072
0,165
0,150
0,175
0,240
-0,054
0,498
0,705
0,334
0,228
0,280
0,157
0,472
0,204
0,311
0,289
0,469
0,406
0,154
0,299
0,202
0,368
0,600
0,176
0,039
0,092
FAIL
0,142
0,080
FAIL
0,095
FAIL
0,170
0,133
0,161
0,226
0,253
0,454
10,78
15,76
203,88
142,23
4634,5
36,68
187,7
73,78
103,78
9,33
40,01
6,78
4,7
7,39
8,22
20,03
20,35
43,35
16,64
7040,67
155,47
22,09
6093,68
348882,2
990,28
258,31
11,79
36,04
0,709
0,325
0,22
0,288
0,047
0,465
0,2
0,318
0,29
0,192
0,409
0,164
0,298
0,212
0,141
0,603
0,233
0,039
0,082
-0,093
0,157
0,094
0,014
0,089
-0,082
0,152
0,132
0,16
0,225
-0,033
0,448
2,53
5,26
5,99
8,24
33,16
4,16
4,68
4,31
6,05
7,11
3,61
7,06
5,14
6,97
8
3,61
6,06
31,03
16,98
15,23
8,05
7,61
102,89
19,18
13,43
12,22
7,81
9,53
7,75
22,98
3,77
10
Bijlage 3
Parietal Li
ROI
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
0,082
0,333
0,151
-0,036
0,491
0,168
Beagle
0,063
0,219
0,141
0,225
0,435
0,150
15,4
277,75
11,24
17,56
37,45
6,35
MRTM
BP
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Raphe
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Hypothalamus
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Hippocampus Li Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Hippocampus Re Basil
0,077
0,347
0,154
-0,037
0,488
0,166
2,03
2,053
1,498
2,106
1,363
2,309
2,077
1,181
2,107
1,76
%SE
2,18
1,79
1,85
2,36
2,94
3,57
3,58
2,78
5,64
4,2
0,077
0,29
0,146
-0,021
0,44
0,161
MRTM2
k'2
0,082047
0,098949
0,114011
0,092947
0,081926
0,075001
0,070942
0,121969
0,06331
0,082291
BP
1,95
2,127
1,486
2,134
1,32
2,103
1,937
1,192
1,853
1,685
0,55
0,798
0,763
1,669
0,891
0,871
%SE
1,04
1,18
1,12
1,3
1,35
1,53
1,58
1,74
2,11
1,92
1,12
1,41
0,95
5,84
1,18
4,12
Logan (t*=variabel)
Gem. k’2
0,096611
0,086059
0,118458
0,087136
0,092292
t*
10,83
12,83
8,83
10,83
12,83
19,83
12,83
8,83
29,83
12,83
8,83
12,83
6,83
10,83
6,83
8,83
BP
2,026
2,09
1,518
2,182
1,373
2,315
1,99
1,219
2,055
1,758
0,543
0,783
0,772
1,514
0,905
0,822
14,49
4,99
11
41,52
3,73
7,41
Logan (t*=34.833)
BP
2,043
2,115
1,497
2,162
1,38
2,248
2,021
1,213
2,112
1,763
0,538
0,765
0,762
1,516
0,9
0,829
11
Bijlage 3
Thalamus Li
Thalamus Re
Frontal Re
Frontal Li
Nucl caud Re
Nucl caud Li
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
1,446
1,484
1,627
2,791
1,387
1,876
1,638
1,577
2,273
1,169
1,15
2,71
1,5
2
1,78
1,49
2,3
1,25
1,98
1,83
0,114491
0,089111
0,109684
0,091796
0,092339
0,096133
0,085233
0,12949
0,084726
0,096351
0,944
0,923
1,243
1,815
0,719
0,896
1,029
1,65
1,94
1,58
1,64
2,16
1,46
2,58
0,100493
-0,126502
0,120708
-0,966628
0,096739
0,111502
-0,120888
0,738
0,846
1,146
0,676
1,466
1,496
1,608
2,82
1,387
1,874
1,628
1,597
2,26
1,171
0,396
0,647
0,543
0,685
0,263
0,401
0,646
0,357
0,844
0,276
0,954
0,873
1,247
1,976
0,725
0,918
1,06
1,23
0,98
0,98
1,37
0,99
1,48
0,87
1,12
0,97
0,89
1,2
0,88
1,05
1,05
1,32
1,03
1,11
1,06
1,89
1,13
5,43
1,38
3,38
1,83
1,09
5,06
1,03
1,29
1,23
1,04
1,21
10,83
3,83
8,83
8,83
12,83
12,83
4,83
14,83
4,83
10,83
19,83
4,33
10,83
8,83
6,83
4,83
3,83
8,83
4,83
8,83
4,83
4,83
4,83
8,83
8,83
14,83
6,83
14,83
4,83
10,83
12,83
0,732
0,855
1,148
0,677
1,454
1,491
1,635
2,835
1,401
1,88
1,657
1,607
2,308
1,189
0,411
0,642
0,547
0,681
0,26
0,399
0,603
0,36
0,829
0,268
0,955
0,949
1,263
1,952
0,733
0,909
0,996
0,743
0,831
1,129
0,665
1,454
1,534
1,623
2,813
1,386
1,866
1,668
1,559
2,287
1,177
0,401
0,648
0,529
0,664
0,247
0,396
0,608
0,352
0,832
0,247
0,973
0,931
1,227
1,887
0,746
0,902
0,965
12
Bijlage 3
ACG
PCG
Temporal Re
Temporal Li
Occipital Re
Occipital Li
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
1,067
2,538
0,751
1,6
2,43
1,85
0,114886
0,102902
0,104104
1,061
2,63
0,766
0,462
0,504
0,066
0,712
0,304
0,251
0,346
0,045
0,47
0,199
0,315
0,288
0,16
0,409
0,163
0,261
0,212
0,121
0,618
0,229
0,066
0,089
-0,106
0,148
0,092
0,007
0,092
-0,086
1
1,46
1,19
8,29
1,07
3,52
0,9
1,53
6,36
25,12
4,41
1,04
1,7
1,19
1,32
3
1,18
2,37
5,27
1,85
3,52
6,9
1,76
54,09
39,71
1,3
5,54
2,9
33,31
3,4
1,85
6,83
10,83
4,83
2,83
12,83
19,83
8,83
10,83
4,33
8,83
12,83
8,83
4,33
8,83
12,83
14,83
4,83
4,83
10,83
6,83
12,83
8,83
6,83
6,83
4,83
12,83
4,83
4,33
8,83
4,83
12,83
1,075
2,685
0,769
0,428
0,476
0,013
0,708
0,298
0,225
0,279
0,014
0,461
0,191
0,305
0,258
0,164
0,409
0,157
0,276
0,203
0,123
0,596
0,222
0,037
0,089
-0,139
0,153
0,084
-0,0003853
0,091
-0,111
1,055
2,615
0,751
0,421
0,467
-0,003
0,698
0,276
0,243
0,276
0,0008498
0,446
0,18
0,298
0,247
0,144
0,405
0,144
0,265
0,2
0,14
0,582
0,207
0,035
0,086
-0,155
0,153
0,074
0,004
0,087
-0,126
13
Bijlage 3
Parietal Re
Parietal Li
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
Basil
Bert
Jos
Ernie
Sybille
0,146
0,129
0,157
0,216
-0,035
0,45
0,077
0,275
0,143
-0,036
0,446
0,158
2,01
2,32
1,9
1,72
8,07
0,99
4,22
1,58
2,36
9,62
6
2,43
6,83
4,33
8,83
10,83
8,83
14,83
6,83
8,83
10,83
8,83
8,83
6,83
0,134
0,123
0,151
0,205
-0,041
0,429
0,065
0,272
0,127
-0,031
0,43
0,149
0,116
0,117
0,146
0,202
-0,055
0,42
0,053
0,256
0,121
-0,046
0,414
0,129
Afkortingen: Re = rechts – Li = links – ACG = anterior cingulate gyros – PCG = posterior cingulate gyrus.
: : De rode waarden worden weggelaten bij het opstellen van de correlaties, omwille een te hoge %SE waarde (> 25).
14
Bijlage 4
BIJLAGE 4: Resultaten blockingexperiment
Basil zonder SSRI
t* waarde
BP
Raphe
Hypothalamus
Hippocampus Li
Hippocampus Re
Thalamus Li
Thalamus Re
Frontal Re
Frontal Li
Nucl caud Re
Nucl caud Li
ACG
PCG
Temporal Re
Temporal Li
Occipital Re
Occipital Li
Parietal Re
Parietal Li
10,83
19,83
8,83
8,83
12,83
10,83
6,83
8,83
8,83
10,83
2,83
4,33
8,83
10,83
6,83
8,83
8,83
8,83
2,026
2,315
0,543
0,822
1,454
1,88
0,411
0,399
0,955
0,909
0,428
0,225
0,305
0,276
0,037
-0,00039
0,151
0,272
Basil met SSRI
t*waarde
BP
14,833
19,833
14,833
14,833
19,833
19,833
14,833
12,833
6,833
12,833
14,833
14,833
6,833
8,833
2,833
1,833
10,833
14,833
0,658
0,958
0,352
0,422
0,662
0,678
0,145
0,146
0,411
0,401
0,282
0,264
0,174
0,228
-0,005
-0,0084
0,043
0,067
Afkortingen: Re = rechts – Li = links – ACG = anterior cingulate gyros – PCG = posterior cingulate gyrus.
15
Bijlage 5
BIJLAGE 5: Student t-distributie tabel
16
Bijlage 6
BIJLAGE 6: Internationalization at home: Evening lectures van Prof. dr. J.A. Crommelin
Lecture 1:“Impact on the pharmaceutical sciences over the past 50 years and.. Quo Vadis?”
In het begin van de lezing werd er kort een overzicht gegeven van wat er zo al is veranderd
in de afgelopen 50 jaar binnen de farmaceutische wereld en welke invloed dit heeft gehad
op de gezondheidszorg en de ontwikkeling van geneesmiddelen. De spreker benadrukte dat
in de afgelopen 50 jaar voornamelijk de manier waarop we naar dingen kijken veel is
veranderd. Vroeger duurde het veel minder lang om een geneesmiddel te ontwikkelen en op
de markt te brengen. Heel wat geneesmiddelen, die nu al op de markt zijn, zouden met de
huidige veiligheidsnormen niet langer goedgekeurd worden. In de toekomst zal er
hoogstwaarschijnlijk een evolutie naar gepersonaliseerde medicatie plaatsvinden, doordat
de huidige populatie zeer verschillend is. Persoonlijk vond ik de lezing nogal chaotisch.
Achteraf gezien was deze lezing een inleiding op de volgende lezingen, waarbij de spreker
voornamelijk de bedoeling had om het publiek kritisch te laten nadenken en zich de vraag te
stellen of deze veranderingen al dan niet positief zijn.
Lecture 2: “Biotech takes over and we better be prepared”
Het aandeel biotechnologische geneesmiddelen is sterk gestegen de laatste jaren. Maar
liefst zeven geneesmiddelen van de top tien best verkochte geneesmiddelen in 2012 zijn
biotechnologisch. Deze geneesmiddelen hebben als nadeel dat ze zeer duur zijn, een
complexe structuur en soms slechte stabiliteit bezitten. Ze worden geïnjecteerd wat vaak
aanleiding geeft tot immuunreacties. Bovendien heeft maar liefst 10 % van de bevolking een
fobie voor naalden. Het gebruik van naalden brengt ook heel wat nadelen en risico’s met
zich mee. Vervolgens werden er een aantal voorbeelden gegeven van alternatieve
toedieningsmethoden zoals inhalatie, naaldvrije jet injecties, transdermaal, micronaalden.
Deze alternatieven blijken echter weinig tot geen succes te hebben. Uit deze lezing kan
geconcludeerd worden dat de naald nog steeds de beste oplossing is, maar dat onderzoek
naar innovatieve alternatieven noodzakelijk is.
“ Generic paradigm revisited: biosimilars and non-biological-complex drugs”
In het tweede gedeelte van deze lezing werd de ontwikkeling van biosimilars besproken. Een
biosimilar is een biotechnologisch geneesmiddel dat gelijkwaardig is aan een geregistreerd
referentiegeneesmiddel. Bij de productie van biosimilars worden er biologische en levende
17
Bijlage 6
systemen gebruikt, waardoor het moeilijk is om steeds een chemisch en fysisch identiek
geneesmiddel te bekomen als het referentiegeneesmiddel. Hierdoor kan de standaard
definitie van een generiek niet toegepast worden en moeten er bijkomende preklinische en
klinische testen uitgevoerd worden. Dit zorgt ervoor dat het productieproces complex en
duur is. Naar de toekomst toe wordt er echter een toenemend aandeel van biosimilars
verwacht. Tenslotte werden de non-biological-complex drugs besproken, welke grote
complexe polymeren zijn en dus ook niet voldoen aan de klassieke definitie voor generieken.
Lecture 3: “Scenarios for the future of the pharmaceutical sciences and implications”
Bij scenario analyse worden er mogelijke scenario’s voor de toekomst opgesteld. Wanneer er
iets voorvalt in de toekomst, kan er dan onmiddellijk geanticipeerd worden. Zoals Charles
Darwin zei, gaat het er voornamelijk om dat u zich op tijd weet aan te passen wanneer u
wenst te overleven.
“Innovation strategies and public-private partnerships”
Innovatie is belangrijk voor de farmaceutische industrie, maar houdt heel wat risico’s in. Zo
worden er in België heel wat nieuwe geneesmiddelen ontdekt, maar raken veelal niet
verkocht op de markt. Innovatie komt dan ook voornamelijk van kleiner bedrijven dan de Big
Pharmaca bedrijven. Public-private partnerships (PPP’s), welke een samenwerking tussen de
academische wereld en de farmaceutische wetenschap zijn, spelen een belangrijke rol in de
productie van innovatieve geneesmiddelen.
“The changing role of the pharmacist in an international perspective”
In het laatste deel van de lezing werd de rol van de apotheker in de toekomst besproken.
Automatische robotsystemen, communicatie via het internet, … , zullen ervoor zorgen dat de
apotheker meer aandacht kan besteden aan de therapietrouw, aan zijn rol als zorgverlener
en voornamelijk meer tijd heeft voor de patiënt zelf. De spreker bracht ook aan bod dat hij
vindt dat er meer aandacht voor medicatie zou moeten zijn in het onderwijs. Ik ben het hier
mee eens. Het aanleren van wat algemene kennis over medicatie zou zeker een positief
effect kunnen hebben op de therapietrouw naar de toekomst toe.
18

Bert Buijs

Timmer A4 briefpapier - Home

Fluim. pdf free - PDF eBooks Free | Page 1

ED 250614 - Vijf miljoen trappen voor Future Kids Ghana en Stop

kleurplaat

Robert Ensor - FNV Zelfstandigen

attachment - Zorg + Welzijn

Tilburg University Levensbericht Bert Swart Groenhuijsen, M.S.

Dr. Ir. Wouter van Elmpt Profession

Modulatie - Universiteit van Amsterdam