Imagerie des tumeurs endocrines Le point de vue de l imagerie moléculaire

4ème Journée inter-régionale RENATEN Centre / Poitou-Charente Imagerie des tumeurs endocrines Le point de vue de l imagerie moléculaire Maria João Santiago-Ribeiro CHRU Tours Université François Rabelais INSERM U930 Tours, 20 septembre 2013

Tumeurs neuroendocrines Rares Mécanismes de captation des précurseurs des amines Mécanismes de conversion de ces mêmes précurseurs en amines ou peptides Stockage d amines (vésicules) MIBG (méta-iodobenzylguanidine) marquée avec l iode (iode-123 ou iode-131) 1 er radiopharmaceutique utilisé Tumeurs sécrétrices de catécholamines Gradient électrochimique (transport vésiculaire) Chien Homme Wieland et al, 1980 Sisson et al, 1981

Tumeurs neuroendocrines Rares Mécanismes de captation des précurseurs des amines Mécanismes de conversion de ces mêmes précurseurs en amines ou peptides Stockage d amines (vésicules) Phéochromocytome 131 I -MIBG Neuroblastome 123 I-MIBG CHRU, Tours

Tumeurs neuroendocrines Rares Mécanismes de captation des précurseurs des amines Mécanismes de conversion de ces mêmes précurseurs en amines ou peptides Stockage d amines (vésicules) Somatostatine : hormone hypothalamique (mgh) et neurotransmetteur central, 14 aa, période plasmatique courte Récepteurs : hypophyse, tumeurs (carcinoïdes, insulinomes, gastrinome, K poumon petite cellules, CMT, méningiome) 7 domaines trans-mb, couplés à la protéine G et au AMPc 5 types (5 gènes, agonistes différents ) sst 1 à sst 5 Analogues somatostatine (octréotides)

Tumeurs neuroendocrines Rares Mécanismes de captation des précurseurs des amines Mécanismes de conversion de ces mêmes précurseurs en amines ou peptides Stockage d amines (vésicules) Analogues de la SMS marqués avec l iode, l indium-111 ou le technétium-99m ou le gallium-68 Récepteurs de la SMS Tous les sous-types de récepteurs fixent le peptide endogène mais l affinité des analogues est très variable pour ces mêmes récepteurs

Peptide SSTR1 SSTR2 SSTR3 SSTR4 SSTR5 Endogène 5,2 2,7 7,7 5,6 4,0 In-DTPAoctréotide >10 000 22 182 >1000 237 In-DOTA- TOC >10 000 4,6 120 230 130 Y-DOTA- TOC >10 000 11 389 >10 000 114 Ga-DOTA- TOC >10 000 2,5 613 >1000 73 DOTA-LAN >10 000 26 771 >10 000 73 DOTA-TATE >10 000 1,5 >1000 453 547 In-DOTA- NOC >10 000 2,9 8 227 11,2 Y-DOTA- NOC >1000 3,3 26 >1000 10,4 Affinités en nmol

Tumeurs neuroendocrines Rares Mécanismes de captation des précurseurs des amines Mécanismes de conversion de ces mêmes précurseurs en amines ou peptides Stockage d amines (vésicules) Analogues de la SMS marqués avec l iode, l indium-111 ou le technétium-99m ou le gallium-68 Récepteurs de la SMS Tous les sous-types de récepteurs fixent le peptide endogène mais l affinité des analogues est très variable pour ces mêmes récepteurs Rat Homme 123 I-Tyr-3-octréotide Post-chirurgie pour gastrinoma Nodule lymphatique Bakker et al, 1990 Bakker et al, 1991

Tumeurs neuroendocrines Rares Mécanismes de captation des précurseurs des amines Mécanismes de conversion de ces mêmes précurseurs en amines ou peptides Stockage d amines (vésicules) Rat Homme 111 In DTPA-D-Pheoctreotide S. carcinoïde Dissémination métastatique Bakker et al, 1990 Krenning et al, 1993

Tumeurs neuroendocrines Rares Mécanismes de captation des précurseurs des amines Mécanismes de conversion de ces mêmes précurseurs en amines ou peptides Stockage d amines (vésicules) métastase hépatique insulinome et adénopathie sus-jacente Octreoscan* CHRU, Tours

Tumeurs neuroendocrines J0 Octreoscan* J1 Homme, 50A Ulcères oéso-gastro-duodénales récidivantes, péritonite sur perforation duodénale et sténose œsophagienne peptique TDM (2013) : lésion ostéocondensante de l aile sacrée droite Octréoscan (juin 2013) : lésion sacrée Juin 2013

Tumeurs neuroendocrines

18 F-Fluoro-2-déoxy-D-Glucose ou 18 F-FDG HO O H O O H O H 18 F Espace extracellulaire Espace intracellulaire Lipides ou protéines x 18 F-FDG GLUT (12) 18 F-FDG hexokinase 18 F-FDG-6-P x Glycogène Energie (glycolyse)

Tumeurs neuroendocrines Homme, 38A Douleur latéro-thoracique droite depuis janvier 2013 IRM (avril 2013) : masse tissulaire chondro-costale 4 ème arc costal droit TDM (aout 2013) : µnodule pulmonaire et masse latéro-aortique de densité hétérogène avec composante calcique AP : Paragangliome Paragangliome malin métastatique 99m Tc-Medronate

Tumeurs neuroendocrines Homme, 38A Douleur latéro-thoracique droite depuis janvier 2013 IRM (avril 2013) : masse tissulaire chondro-costale 4 ème arc costal droit TDM (aout 2013) : µnodule pulmonaire et masse latéro-aortique de densité hétérogène avec composante calcique AP : Paragangliome Paragangliome malin métastatique 18 F-FDG

Tumeurs neuroendocrines 99m Tc-Medronate 18 F-FDG

Tumeurs neuroendocrines 18 F-FDG

Tumeurs neuroendocrines 18 F-FDG 18 F-FDG

Tumeurs neuroendocrines 123 I-MIBG Paragangliome sympathique cervical et de l organe de Zuckerland droit opéré en 2006 Suspicion de récidive (2009) à gauche 123 I-MIBG : foyer compatible avec phéochromocytome extra surrénalien

Tumeurs neuroendocrines 18 F-FDG 18 F-FDG : 2 foyers hyperfixants latéro-cervical gauche et abdominal préaortique et 2 nodules surrénaliens

Tumeurs neuroendocrines 18 F-FDG 2009 2013

Phéochromocytome 123I-MIBG 4H 24 H 111In-Octréotide

18 F-L-DOPA et Phéochromocytome

Tumeurs neuroendocrines 18 F-L-DOPA Pourquoi la 18 F-L-DOPA? 18 F-L-DOPA Cellules β : captation des acides aminés (AA) transformation des AA en amines (décarboxylation) stockage des amines (vésicules) phéochromocytome reins Hoegerle et al, Radiology 2002

18 F-L-DOPA et carcinome médullaire de la thyroïde

18 F-L-DOPA et tumeur carcinoïde

68 Ga-DOTATOC et tumeur carcinoïde Wong et al, 2012

11 C-5-HTP et gastrinome Wong et al, 2012

18 F-FDG vs 68 GA-DOTANOC et tumeur neuroendocrine TN pancréatique (tête) métastasée 18 F-FDG 68 Ga-DOTANOC Baum et al, 2012

11 C-5-HTP vs 18 F-L-DOPA (tumeur pancréatique métastasée) 18 F-L-DOPA 11 C-5-HTP Koopmans et al, 2009

Pancréas - multi fonctions physiologiques - plusieurs types de cellules estomac rate reins Quantification de la masse d îlots de Langerhans ou des cellules β îlots 1-2 % de la masse pancréatique 1 îlot 50 300 µm résolution TEP 5 mm radiotraceurs de très haute spécificité duodénum queue tête corps pancréas cellules β : cellules non β = 100 : 1

Tumeurs pancréatiques reins estomac rate > 90% : adénocarcinomes 2-5% : neuroendocrines et acinaires chirurgie : mais diagnostic en phase avancée duodénum queue tête corps pancréas

Pancréas et TEP 11 C-Méthionine Normal Pancréatite chronique Syrota et al, Radiology 1982

Pancréas et TEP 11 C-Méthionine Diagnostic final Sujets (N) TEP vs diagnostic final Normal Anormal Normal 45 Pancréatite chronique 18 Pancréatite aigue 9 Carcinome du pancréas 12 Sarcome rétropéritonéal 1 44 1 3 15 (83%) 3 6 (67%) 0 12 (100%) 0 1 Sensibilité : 85% Spécificité : 97,8% False négatif (duodénum) Syrota et al, Radiology 1982

Imagerie métabolique pancréatique : problématique 18 F-L-DOPA reins estomac rate duodénum queue tête corps pancréas

Hyperinsulinisme congénital Formes «typiques» Diffuse sécrétion diffuse d insuline par tout le pancréas Cellules β anormales ; grand noyau Focale hyperplasia adenomateuse focale Ø : 2,5-7,5 mm Pancréatectomie subtotale Pancréatectomie partielle Forme diffuse Hyperfonctionnement de l ensemble des ilots de Langerhans Maintien de l architecture en ilots Formes pharmaco résistantes Chirurgie : hypoglycémie postopératoire et diabètes Forme focale Hyperplasie «en nappe» endocrine Perte de l architecture des ilots Ilots au repos sur le reste du pancréas Taille médiane : 15 mm (Ø: 2,5-7,5 mm) Formes correctement identifiées Chirurgie : guérison

Hyperinsulinisme congénital Pourquoi la 18 F-L-DOPA? 18 F-L-DOPA Cellules β : captation des acides aminés (AA) transformation des AA en amines (décarboxylation) stockage des amines (vésicules) phéochromocytome reins Hoegerle et al, Radiology 2002

Hyperinsulinisme congénital Focal Diffus foci Brunelle et al, Bull Acad Natl Med. 2008

Pancréas et TEP : Perspectives 18 F-9-fluoropropyl-(+)-dihydrotetrabenazine ( 18 F-FP-(+)-DTBZ) (ligand du VMAT2) 5% dose inj 30-35 min p.i. Kung et al, J Nucl Med 2008

Tumeurs neuroendocrines 11 C-dihydrotetrabenazine ( 11 C-DTBZ) (ligand du VMAT2) Diabètes 1 BP=1,86±0,05 Control BP=2,14±0,08 Goland et al, J Nucl Med 2009 Freeby et al, Diabetes Obes Metab 2008

4ème Journée inter-régionale RENATEN Centre / Poitou-Charente Imagerie des tumeurs endocrines Le point de vue de l imagerie moléculaire Groupe de pathologies complexe Utilisation de plusieurs radioligands Imagerie moléculaire d autres cibles