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Optimized Quantification of Translocator Protein Radioligand 18F-DPA-714 Uptake in the Brain of Genotyped Healthy Volunteers

Authors :
Michel Bottlaender
Daniel García-Lorenzo
Marie-Anne Peyronneau
Benedetta Bodini
Bruno Stankoff
Philippe Remy
Sonia Lavisse
Bertrand Kuhnast
Claire Thiriez
Claude Comtat
Laboratoire des Maladies Neurodégénératives - UMR 9199 (LMN)
Service MIRCEN (MIRCEN)
Institut de Biologie François JACOB (JACOB)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Biologie François JACOB (JACOB)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut du Cerveau et de la Moëlle Epinière = Brain and Spine Institute (ICM)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP]
Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Service Hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay
Imagerie Moléculaire in Vivo (IMIV - U1023 - ERL9218)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Centre d'Investigation Clinique Henri Mondor (CIC Henri Mondor)
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpital Henri Mondor-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)
Service de neurologie [Mondor]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpital Henri Mondor-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)
Hôpital Lariboisière
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpital Lariboisière-Fernand-Widal [APHP]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)
ANR-08-MNPS-0016,INFLASEP,Imagerie de l'inflammation intracérébrale dans les formes progressives de sclérose en plaques(2008)
ANR-10-IAHU-0006,IHU-A-ICM,Institut de Neurosciences Translationnelles de Paris(2010)
ANR-11-INBS-0011,NeurATRIS,Infrastructure de Recherche Translationnelle pour les Biothérapies en Neurosciences(2011)
Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie François JACOB (JACOB)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie François JACOB (JACOB)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut du Cerveau = Paris Brain Institute (ICM)
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
lavisse, sonia
Maladies Neurologiques et Psychiatriques - Imagerie de l'inflammation intracérébrale dans les formes progressives de sclérose en plaques - - INFLASEP2008 - ANR-08-MNPS-0016 - MNP - VALID
Institut de Neurosciences Translationnelles de Paris - - IHU-A-ICM2010 - ANR-10-IAHU-0006 - IAHU - VALID
Infrastructures - Infrastructure de Recherche Translationnelle pour les Biothérapies en Neurosciences - - NeurATRIS2011 - ANR-11-INBS-0011 - INBS - VALID
Université Paris-Saclay-Institut de Biologie François JACOB (JACOB)
Source :
Journal of Nuclear Medicine, Journal of Nuclear Medicine, Society of Nuclear Medicine, 2015, 56 (7), pp.1048-1054. ⟨10.2967/jnumed.115.156083⟩, Journal of Nuclear Medicine, 2015, 56 (7), pp.1048-1054. ⟨10.2967/jnumed.115.156083⟩
Publication Year :
2015
Publisher :
Society of Nuclear Medicine, 2015.

Abstract

International audience; Translocator protein (TSPO) is expressed at a low level in healthy brain and is upregulated during inflammatory processes that may occur in neurodegenerative diseases. Thus, TSPO may be a suitable in vivo indicator of neurodegeneration. Here, we quantified the $^{18}$F-DPA-714 radioligand in healthy TSPO-genotyped volunteers and developed a method to eliminate the need for invasive arterial blood sampling. Methods: Ten controls (7 high-affinity binders [HABs] and 3 mixed-affinity binders [MABs]) underwent $^{18}$F-DPA-714 PET with arterial and venous sampling. $^{18}$F-DPA-714 binding was quantified with a metabolite-corrected arterial plasma input function, using the 1-and 2-tissue-compartment models (TCMs) as well as the Logan analysis to estimate total volume distribution (V$_T$) in the regions of interest. Alternative quantification methods were tested, including tissue-to-plasma ratio or population-based input function approaches normalized by late time points of arterial or venous samples. Results: The distribution pattern of $^{18}$F-DPA-714 was consistent with the known distribution of TSPO in humans, with the thalamus displaying the highest binding and the cerebellum the lowest. The 2-TCM best described the regional kinetics of 18 F-DPA-714 in the brain, with good identifiability (percentage coefficient of variation , 5%). For each region of interest, V$_T$ was 47.6% ± 6.3% higher in HABs than in MABs, and estimates from the 2-TCM and the Logan analyses were highly correlated. Equilibrium was reached at 60 min after injection. V$_T$ calculated with alternative methods using arterial samples was strongly and significantly correlated with that calculated by the 2-TCM. Replacement of arterial with venous sampling in these methods led to a significant but lower correlation. Conclusion: Gen-otyping of subjects is a prerequisite for a reliable quantification of $^{18}$F-DPA-714 PET images. The 2-TCM and the Logan analyses are accurate methods to estimate $^{18}$F-DPA-714 V T in the human brain of both HAB and MAB individuals. Population-based input function and tissue-to-plasma ratio with a single arterial sample are promising alternatives to classic arterial plasma input function. Substitution with venous samples is promising but still requires methodologic improvements.

Details

ISSN :
2159662X, 01615505, and 15355667
Volume :
56
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Nuclear Medicine
Accession number :
edsair.doi.dedup.....acfa7847e00d9a243f6183429d33c879
Full Text :
https://doi.org/10.2967/jnumed.115.156083