Expression de l’anhydrase carbonique IX et fixation du 18F-FDG dans les cancers pulmonaires non à petites cellules

• Published in: Médecine nucléaire : imagerie fonctionelle et métabolique Vol. 36; no. 9; pp. 495 - 503
• Main Authors: Meric, R., Maurel, F., Grangeon, C., Koulibaly, M., Razzouk, M., Viau, P., Ilie, M., Hofman, P., Hofman, V., Mouroux, J., Staccini, P., Ortholan, C., Darcourt, J.
• Format: Journal Article
• Language: French
• Published: Issy-les-Moulineaux Elsevier Masson SAS 01.09.2012; Elsevier Masson
• Subjects: 18F-fluorodeoxyglucose; 18F-fluorodéoxyglucose; Anhydrase carbonique IX; Cancer broncho-pulmonaire non à petites cellules; Carbonic anhydrase IX; Coefficient de recouvrement; Corrélation métabolique; Effet de volume partiel; Metabolic correlation; Non small cell lung cancer; Partial volume effect; PET-CT scan; Pneumologie; Recovery coefficient; Sciences biologiques et medicales; Sciences medicales; TEP-TDM; Tumeurs de l'appareil respiratoire et du médiastin; PET-CT scan; Non small cell lung cancer; Recovery coefficient; TEP-TDM; Effet de volume partiel; Partial volume effect; Metabolic correlation; 18F-fluorodéoxyglucose; Anhydrase carbonique IX; Carbonic anhydrase IX; Corrélation métabolique; Coefficient de recouvrement; 18F-fluorodeoxyglucose; Cancer broncho-pulmonaire non à petites cellules; Radiodiagnostic; Exploration radioisotopique; Tumeur maligne; Lyases; Trouble de l'équilibre acidobasique; Anhydrase carbonique IX; Homme; Imagerie médicale; F-fluorodéoxyglucose; Métabolisme; Acidose; Médecine nucléaire; Enzyme; Tomodensitométrie; Trouble métabolique; Cancer du poumon; Pathologie de l'appareil respiratoire; Fludésoxyglucose (18F); Pathologie des bronches; Carcinome non petite cellule bronchopulmonaire; Pathologie des poumons; Glucose(2-désoxy-2-fluor); Carbonate dehydratase; Tomographie par émission de positons; Carbon-oxygen lyases; Cancer; Hydro-lyases
• ISSN: 0928-1258; 1878-6820
• DOI: 10.1016/j.mednuc.2012.04.005

Les cellules tumorales développent un métabolisme de glycolyse accélérée pour leur développement. Elles doivent donc à la fois maintenir un apport accru de glucose et corriger l’acidose massive que produit la dégradation de glucose en acide lactique. L’augmentation du transport du glucose peut être évaluée in vivo par l’imagerie tomographique par émission de positons au 18F-fluorodéoxyglucose (TEP au 18F-FDG). L’anhydrase carbonique IX (CAIX), enzyme surexprimée pour lutter contre cette acidose, peut être évaluée ex-vivo par immuno-histochimie. Le but de ce travail est d’étudier l’expression de la CAIX et la fixation du 18F-FDG dans les cancers pulmonaires primitifs non à petites cellules (CPNPC). Cent sept patients du CHU de Nice porteurs de CPNPC, opérés dans le service de chirurgie thoracique, ayant été testés pour l’expression de la CAIX dans le service de pathologie clinique et expérimentale de l’hôpital Pasteur, et ayant bénéficié d’une TEP au 18F-FDG dans le service de médecine nucléaire de l’hôpital l’Archet-I, ont été inclus rétrospectivement à partir d’une cohorte de 555 patients. La fixation tumorale du 18F-FDG a été mesurée de 16 manières différentes, avec notamment le calcul de rapports de fixation « tumeur sur fond » et de valeurs corrigées de l’effet de volume partiel (EVP). Cette correction a été réalisée à partir de calibrations sur fantômes par la méthode du coefficient de recouvrement. Une corrélation significative entre l’expression de la CAIX et le rapport « fixation maximum tumorale sur fond hépatique » (FixM/F) a été retrouvée. Une CAIX et un SUV élevés sont connus pour être des facteurs indépendants de mauvais pronostic des CPNPC. La fixation du 18F-FDG est le reflet de l’expression des glucose transporter (GLUT), fortement augmentée dans beaucoup de tumeurs. L’EVP, non corrigé en routine, reste un biais quantitatif important en imagerie d’émission, en provoquant d’importantes sous-estimations de la fixation des petites structures. Sa correction améliore sensiblement la précision de la quantification en TEP. Au niveau moléculaire, le facteur de transcription hypoxia-inducible factor (HIF-1α) est la clé de voûte de l’activation de nombreux gènes produisant notamment les GLUT, des enzymes clés de la glycolyse et la CAIX. Un lien métabolique est donc attendu et retrouvé entre la fixation du 18F-FDG et l’expression de la CAIX via HIF-1α, ce qui a été montré par ailleurs dans une seule étude réalisée sur un faible nombre de patients et sans correction de l’EVP. La corrélation suggérée ici entre la fixation du 18F-FDG et l’expression de la CAIX irait dans le sens des hypothèses biologiques. À l’avenir, d’autres études pourraient montrer l’influence de l’expression de la CAIX combinée à un SUV élevé sur le pronostic des patients et sur la prédiction de la réponse aux thérapeutiques anticancéreuses. Tumoural cells develop an accelerated glycolytic metabolism for their development. Thus cancer cells have to maintain a greater glucose supply and to correct for the massive acidosis that produces glucose degradation in lactic acid at the same time. The increase of glucose transport can be estimated in vivo by positron emission tomography (PET) imaging with 18F-fluorodeoxyglucose (18F-FDG). The carbonic anhydrase IX (CAIX), an enzyme overexpressed to fight against acidosis, can be estimated ex-vivo by immunohistochemistry. The purpose of this work is to study the expression of the CAIX and the 18F-FDG uptake in primitive non small cells lung cancers (NSCLC). One hundred and seven patients of the Centre Hospitalier Universitaire de Nice (CHUN, Teaching Hospital of Nice) with NSCLC surgically treated in the thoracic surgery department, having been tested for the expression of the CAIX in the department of clinical and experimental pathology, and having benefited from a PET scan with 18F-FDG in the department of nuclear medicine of the CHUN, were retrospectively included from a cohort of 555 patients. The intensity of tumoural 18F-FDG uptake was measured by 16 different methods, with in particular the calculation of “tumour on background” ratios of uptake and of values corrected from partial volume effect (PVE). This correction was made possible by calibration experiments on phantoms by the recovery coefficient method. A significative correlation between the expression of the CAIX and “maximum tumoural uptake on liver background” ratio was found. High CAIX and SUV are known to be independent factors of poor prognosis for patients suffering from NSCLC. The 18F-FDG uptake reflects the expression of the glucose transporter GLUT, which is strongly increased in most of the malignant tumours. Even on modern PET devices, PVE remains an important quantitative bias in emission imaging, by provoking important underestimates of small structures uptake. Its correction appreciably improves the precision of quantification in PET imaging. At the molecular level, the transcription factor Hypoxia-Inducible Factor (HIF-1α) is the keystone of activation of numerous genes producing in particular the GLUTs, key enzymes of glycolysis and the CAIX. Thus a metabolic link is expected and found between 18F-FDG uptake and the CAIX expression via HIF-1α, what was shown in a single study carried out on a low number of patients and without PVE correction. The correlation suggested here between 18F-FDG uptake and expression of the CAIX seems to be in agreement with the biological hypothesis. Other studies remain necessary to show that PET with 18F-FDG, associated with the test of the tumoral expression of the CAIX, would allow refining the prognosis of these patients and estimating the prediction of the response to anti-cancerous therapies.