Medicina Nuclear
Por Augusto Gaidukas
Colunista Convidado. Estuda medicina e quer transfomá-la através do conhecimento e da tecnologia.
Medicina Nuclear – A compreensão da radioatividade se deu curiosamente por um médico, o alemão Wilhelm Röntgen. Em 1895, ele estudou mais precisamente os raios X e isso permitiu que, pela primeira vez, a medicina pudesse ver através do invisível.
Tendo mudado totalmente a história do desenvolvimento e avanço técnico-médico, as radiações (ionizantes ou não) criaram toda uma especialidade, a imagenologia (mais conhecida por radiologia), da qual muito então se derivou: da radioterapia à medicina nuclear. Esta, por sua vez, tornou-se uma muito disseminada modalidade de diagnósticos precisos, custo-efetivos e seguros para o paciente.
Espectro da radioatividade por comprimento de onda e aplicação. Quanto menor a onda, mais energizada. Disponível: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b7/X-ray_applications.svg
Medicina Nuclear, mas… você sabe o que é?
A medicina nuclear é a especialidade médica que utiliza radioisótopos seguros com finalidade diagnóstica e terapêutica. Através de vias enterais ou parenterais, esses radiofármacos, assim como o contraste de uma tomografia computadorizada, chegam à fase de interesse de estudo e, ao liberarem energia em forma de raios gama, oferecem uma natureza de imagens impossíveis de serem obtidas por métodos magnéticos, como a ressonância magnética, ou irradiativos, como a tomografia.
Nem todo método radiológico funcional é nuclear, mas todo método nuclear é funcional, dada a sua dinâmica de análise dos tecidos, diferentemente de uma radiografia, que analisa estaticamente o objeto de estudo.
As duas modalidades mais conhecidas e utilizadas de medicina nuclear são o PET (tomografia por emissão de pósitrons) e o SPECT (tomografia por emissão de fóton único). Diferentemente da cintilografia, que também é uma metodologia nuclear, o PET e o SPECT formam imagens 3D, enquanto a cintilo, forma imagem 2D.
Cintilografia de captação das glândulas paratireoides com tecnécio-sestamibi (1ª coluna) e iodo-123 (2ª coluna). Na terceira coluna, a imagem conjunta das duas primeiras. Disponível: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/49/Parathyroid_subtraction.jpg
Medicina Nuclear – Metodologia nuclear e um pouco mais
A medicina nuclear necessita de seus radiotraçadores aliados a técnicas de imagem que permitam captar a energia liberada por essas moléculas em seus locais exatos de ação (ou seja, seus alvos desejados) dentro do organismo. Diferentemente da radiologia convencional, que apenas irradia, seja com radiação ionizante ou não, a medicina nuclear depende dos radioisótopos que, ao encontrarem a radiação do aparelho de PET, SPECT, PET-CT ou cintilografia, serão “clivados” e liberarão energia que pode ser captada pela máquina, realizando a formação da imagem.
Os radionuclídeos usados no PET são normalmente isótopos com meia-vida curta, como 11C (~ 20 min), 13N (~ 10 min) e 15O (~ 2 min). Ao serem incorporados a moléculas fisiológicas do organismo, tais como glicose, água ou amônia, os radiotraçadores são capazes de detalhar a cinética desses compostos no organismo, dos mais ubíquos aos mais específicos, a exemplo da glicose direcionada a um conjunto de células neoplásicas.
Após a infusão dessas moléculas marcadas com átomos radiativos, o tempo certo de latência permite que esses fármacos distribuam-se pelo organismo, enquanto seu decaimento radiativo permite que sua atividade cinética e dinâmica (as mesmas da farmacologia!!) sejam monitoradas por meio das radiações gama liberadas no momento em que as antipartículas do radioisótopo (i.e. os pósitrons) encontram as partículas normalmente distribuídas no organismo (elétrons).
Esses eventos de aniquilação, como são chamados, liberam energia na forma de fótons (para ser mais exato, 511 keV de energia em forma de fótons-γ) que, ao alcançarem o cintilador dentro do aparelho de imagem, excitam substâncias luminescentes com radiação ionizante, a exemplo do que acontece com o fósforo que aumenta de energia com a luz.
Fazendo uso de algoritmos geométricos e de nano a picossegundos de análise de eventos de software, uma imagem é formada dentro da unidade de processamento de um computador adequado.
Esquema de anel cintigráfico de um PET-scan. O princípio de conservação de energia e do momento angular dos raios-gama gerados é o que permite analisarmos e gerarmos imagens com precisão para cada evento de geração de onda. Disponível: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/NucEne/nucmed.html
Diferentemente do PET, o SPECT é uma tecnologia em um nível mais elaborado, ao medir a radiação gama diretamente emitida pelos isótopos radiativos injetados, ao invés de medir os eventos de matéria-antimatéria ocorridos no PET.
Diferenças na metodologia de obtenção física de imagem para o SPECT e PET, respectivamente. Extraído de Hicks, Hofman, 2012.
As imagens do SPECT são mais bem utilizadas em neuroimagenologia funcional, uma vez que a vascularização cerebral é diferente da do restante do corpo, permitindo acessar causas diferentes de demência (i.e. Alzheimer, demência vascular) com 99mTc, medindo tanto perfusão quanto metabolismo.
Por ser um método menos preciso (ele avalia as ondas unidirecionalmente, diferentemente do PET, que sempre as avalia em dois planos), o SPECT vem sendo cada vez menos utilizado, embora sua acessibilidade o consagre como, ainda, uma boa metodologia de medicina nuclear.
Medicina Nuclear – Teranósticos
Os teranósticos são definidos como o uso do mesmo alvo biológico para diagnóstico e tratamento de doenças. A exemplo dos receptores do câncer de mama que tanto diagnosticam imunohistoquimicamente as neoplasias mamárias quanto definem seus tratamentos (como o trastuzumabe para o HER-2), a medicina nuclear tem-se pivoteado cada vez mais para ser a porta de entrada e de saída de pacientes, em especial, os oncológicos.
A possibilidade de incorporar metodologias de imagem à ponta da farmacologia faz da medicina nuclear uma especialidade dinâmica e desvia nossas atenções a ela. Ainda, os avançadíssimos softwares da área fazem com que as inteligências artificiais, big data e outros “omics” sejam a práxis do médico nuclear, tornando-o um verdadeiro médico digital.
O recém-aprovado Lutathera (oxodotreótido de lutécio-177), que serve como tratamento de tumores neuroendócrinos positivos para o receptor de somatostatina é uma modalidade 100% médico-nuclear (e, portanto, teranóstica) que já foi incorporada na arte da oncologia desde 2019. A superexpressão desses receptores de somatostatina é diagnosticada via PET e o tratamento com 177Lt pode então ser realizado, também em âmbito de medicina nuclear.
Com uma medicina cada vez mais precisa, translacional, centrada na pessoa e integrativa, as possibilidades teranósticas trazidas pela medicina nuclear fazem com que rapidamente a especialidade se expanda e que o conhecimento da área cresça exponencialmente. A medicina nuclear é uma das especialidades médicas do futuro, trazidas a você pelo Saúde Digital.
Referências
Sociedade Brasileira de Medicina Nuclear. Conheça a medicina nuclear. Disponível: https://sbmn.org.br/comunicacao/conheca-a-medicina-nuclear/
“X-Rays”. Science Mission Directorate. NASA. Disponível: https://science.nasa.gov/ems/11_xrays.
Radiological Society of North America. General Nuclear Medicine. Disponível: https://www.radiologyinfo.org/en/info.cfm?pg=gennuclear
Herrmann K, Veit-Haibach P, Weber WA. Driving the Future of Nuclear Medicine. J Nucl Med. 2019 Sep;60(Suppl 2).
National Research Council (US) and Institute of Medicine (US) Committee on the Mathematics and Physics of Emerging Dynamic Biomedical Imaging. Mathematics and Physics of Emerging Biomedical Imaging. Washington (DC): National Academies Press (US); 1996. Chapter 5, Single Photon Emission Computed Tomography. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK232492/
Hicks, R., Hofman, M. Is there still a role for SPECT–CT in oncology in the PET–CT era?. Nat Rev Clin Oncol 9, 712–720 (2012).
Participe do Saúde Digital
Deixe-nos saber o que você achou deste artigo! Você tem alguma dica para dar para o Saúde Digital? Quer sugerir um tema? Sua participação é muito importante! Clique aqui para falar conosco.
Você pode falar também diretamente com o host Lorenzo Tomé pelo Instagram, Linkedln ou Telegram no @lorenzotome.
Conheça o SDConecta!Lá tem mais assuntos como este e uma comunidade de inovadores da saúde para conectar com você. Clique aqui para acessar!