Journal of Molecular Imaging & Dynamics
Acceso abierto
ISSN: 2155-9937
ISSN: 2155-9937
Niki M. Zacharias, Christopher R. McCullough, Shawn Wagner, Napapon Sailasuta, Henry R. Chan,
Propósito: Se ha demostrado que el ciclo de Krebs mitocondrial productor de energía está inhibido o mutado en muchos tipos de cáncer y otras enfermedades. En la mayoría de las células, el ciclo de Krebs con fosforilación oxidativa genera aproximadamente el 90% del trifosfato de adenosina en la célula. Diseñamos e hiperpolarizamos el succinato marcado con carbono 13 (SUC) y su derivado dietil succinato (DES) para interrogar el ciclo de Krebs en tiempo real en modelos animales con cáncer.
Procedimientos: Usando polarización inducida por parahidrógeno (PHIP), generamos SUC y DES hiperpolarizados hidrogenando sus respectivos precursores de fumarato. El metabolismo de DES y SUC se estudió en cinco modelos animales de aloinjerto de cáncer: mama (4T1), carcinoma de células renales (RENCA), colon (CT26), linfoma NSO y linfoma A20.
Resultados: El grado de hiperpolarización fue de 8 ± 2% para SUC y 2,1 ± 0,6% para DES. El metabolismo de DES y SUC en el ciclo de Krebs podría seguirse en animales 5 s después de la inyección en la vena de la cola. La biodistribución de los compuestos se observó utilizando imágenes 13C FISP. Observamos diferencias significativas en la captación y conversión de ambos compuestos en diferentes tipos de células tanto in vivo como in vitro.
Conclusión: Con DES y SUC hiperpolarizados, podemos cumplir con muchos de los requisitos para un compuesto utilizable de imágenes metabólicas in vivo – alta polarización, valores T1 relativamente largos, baja toxicidad y alta solubilidad en agua. Sin embargo, el succinato y su derivado DES son metabolizados fuertemente por RENCA pero no por los otros modelos de cáncer. Nuestros resultados subrayan la heterogeneidad de las células cancerosas y el papel que desempeña la captación celular en la espectroscopia metabólica hiperpolarizada.