Detektion metaboler Subgruppen des hepatozellulären Karzinoms (HCC) mittels Magnetresonanzspektroskopie (MRSI) mit hyperpolarisiertem 13C-Pyruvat

Zielsetzung:

Die Energiegewinnung durch aerobe Glykolyse ("Warburg-Effekt") zeichnet verschiedene Tumorarten aus. Die MRSI mit hyperpolarisierten Substanzen (z.B. C-13-Pyruvat) erlaubt die nicht-invasive Evaluation des Tumormetabolismus. Ziel dieser Arbeit war die Evaluation der 13C-Pyruvat MRSI als Methode zur metabolen Subgruppendetektion im HCC.

Material und Methodik:

HCCs wurden in Wistar-Ratten mit oralem Diethylnitrosamin (8 Wochen) induziert. 20 HCC tragende und 6 gesunde Kontrolltiere wurden mittels hochaufgelöster T2-gewichteter Bildgebung und Free-Induction-Decay-Chemical Shift Imaging (FID-CSI) untersucht. 5 HCC tragende Tiere wurden zusätzlich mittels 18F-FDG-PET untersucht. Tumor- und gesundes Lebergewebe wurden histopathologisch untersucht und mit der in-vivo Bildgebung korreliert.

Ergebnisse:

Der Label-Exchange-Quotient zwischen 13-C-Pyruvat/Laktat und 13-C-Pyruvat/Alanin lag in HCCs signifikant höher als in gesundem Lebergewebe (HCC: 1.69 ± 0.44; Leber: 1.05 ± 0.12, p = 0.002). Es zeigte sich eine deutliche intertumorale Heterogenität des Lac/Ala-Quotienten (σ2 = 0.19) im Vergleich zur gesunden Leber (σ2 = 0.016). Niedriggradige und hochgradige Tumore zeigten signifikant unterschiedliche Lac/Ala Quotienten. Tumore mit ähnlichem SUV in der PET wiesen deutlich differente Lac/Ala-Quotienten auf.

Schlussfolgerungen:

C-13-Pyruvat-MRSI ermöglicht die Tumordetektion im HCC-Rattenmodell. Ein höheres histopathologisches Tumorgrading korreliert mit höheren Lac/Ala-Quotienten. Die geringe Korrelation der 13C-Pyruvat MRSI mit der 18F-FDG PET Bildgebung ist ein möglicher Indikator für den additiven Wert dieser neuen Bildgebungsmethode.