Valutazione della risposta al trattamento Gamma Knife in pazienti con metastasi encefaliche mediante PET-CT cerebrale con [11C]-Metionina e neuroimaging morfologico Fabio Barone1, Sebastiano Cosentino2, Concetta Di Blasi3, Massimo Ippolito2, Pietro Pisciotta4,5, Giorgio Russo4,5, Maria Gabriella Sabini5,6, Alessandro Stefano4, Lucia Maria Valastro5,6, Corrado D’Arrigo1 1Unità Operativa C. di Neurochirurgia & Gamma Knife, Azienda Ospedaliera Cannizzaro, Catania 2 Unità Operativa C. di Medicina Nucleare - Centro PET-CT, Azienda Ospedaliera Cannizzaro, Catania 3 Unità Operativa C. Di Oncologia Medica – ARNAS “Garibaldi-Nesima”, Catania 4Istituto di Bioimmagini e Fisiologia molecolare – Consiglio Nazionale delle Ricerche (IBFM-CNR), Cefalù (PA) 5 Unità Operativa di Fisica Sanitaria, Azienda Ospedaliera Cannizzaro, Catania 6 Laboratori Nazionali del Sud (LNS), Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Catania

PET/CT con [11C]-L-Metionina Radiofarmaco marcato con 11-Carbonio Tempo di dimezzamento 20 minuti Via metabolica Sintesi proteica Permette Valutazione del metabolismo mediante trasporto transmembrana degli amminoacidi Impiego Imaging proliferazione cellulare permettendo la stima del grado di malignità nello studio dei tumori cerebrali Targeting per biopsie stereotassiche o navigate in “low-grade” diffusi Determinazione di “malignizzazione” in “low grade” diffusi Monitoraggio follow-up del paziente Supporto al trattamento di RT stereotassica o GK

Gamma Knife & metastasi encefaliche Le reazioni post-GKS sono acute, precoci e tardive (molto rare) Dopo un lieve edema acuto transitorio si verifica danno vascolare tissutale con rigonfiamento lesionale (settimane – mesi) e quindi riduzione volumetrica La RM di follow-up può mostrare persistente “enhancement” da correlarsi a modificazioni radionecrotiche o malattia attiva e in progressione Plowman, Br J Neurosurg 1999 Verma, J Neuroncol 2013

PET con 11C-metionina dopo Gamma Knife Surgery Pochissimi studi hanno già attenzionato il problema (Tsuyuguchi, J Neurosurg, 2003) Pochi pazienti possono essere reclutati e seguiti a causa del rapido decadimento del radiotracciante dopo la sua sintesi che obbliga ad eseguirla nei soli Centri con ciclotrone on-site (pochi)

Cosa monitoriamo? 1/2 Due differenti tipi di studio: Retrospettivo Prospettico PET utilizzata come strumento osservazionale della risposta PET utilizzata come supporto alla pianificazione del trattamento

Parametri oggetto del nostro studio Rapporto tra valore numerico di uptake lesionale e tessuto normale T/N

Cosa monitoriamo? 2/2 Istotipo primitivo 7 pz - polmone 16 pazienti con 1-3 metastasi encefaliche RM morfologica bimestrale 11C-MET-PET eseguita prima del trattamento e a 2-4-8-12 mesi Valutazione comparativa dei dati morfologici RM e metabolici Corrispondenza quali-quantitativa tra volume metabolico e volume morfologico 7 pz - polmone 5 pz – mammella (3 Her2+) 1 pz – uroteliale (uretra) 2 pz - rene 1 pz - melanoma Istotipo primitivo

Risposta lieve o stabile 3 tipologie di risposta al trattamento Risposta lieve o stabile Risposta Marcata Risposta moderata T/N dimezzato T/N ridotto <1/3 T/N ridotto >1/3

Qualche esempio osservazionale T/N 3,24 Pre T/N 2,4 2 mesi T/N 2,24 4 mesi ♀ 58 anni carcinoma mammario Her2 + dal 2007 metastasi pontina 16Gy all’isodose del 50%

Qualche esempio osservazionale ♂ 41 anni Carcinoma uroteliale Metastasi area motoria supplementare destra 20Gy all’isodose del 50% T/N 6,2 Pre T/N 3,5 2 mesi T/N 3,0 4 mesi T/N 2,1 8 mesi T/N 1,2 12 mesi

Supporto alla pianificazione Segmentazione PET Registrazionee Fusione PET/RM Pianificazione trattamento Esecuzione trattamento Centraggio RM giorno del trattamento GK Nessun precedente trattamento radiante Dose marginale media all’isodose del 50%: 18,5 Gy (16-24Gy) Volume lesionale coperto: 100%/16pazienti Malattia sistemica controllata: 14/16pazienti

Qualche esempio T/N 1,4 2 mesi T/N 1,0 8 mesi T/N 3,0 Pre ♀ 57 anni carcinoma polmonare sincrono metastasi parzialmente cistica curva isodose includente l’intera lesione 18Gy all’isodose del 50%

A concludere.… La PET cerebrale con 11C-metionina è affidabile nella valutazione della risposta al trattamento Gamma Knife nei casi dubbi di apparenti stabilità o incremento volumetrico lesionale, evidenziando il reale grado di risposta terapeutica metabolica . La pianificazione del trattamento eseguita sulla base della fusione tra volume metabolico (PET) e volume morfologico (RM) sembra determinare una migliore definizione morfofunzionale intrinseca della lesione e una migliore risposta terapeutica Una valutazione su più larga scala (ongoing) potrà consentire di conoscere se la migliore risposta terapeutica sarà legata o meno ad un miglior controllo locale della malattia nel tempo

Grazie per l’attenzione