Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift 06.03.2019

Challenges and chances of preclinical and animal experimental PET imaging

Herausforderungen und Möglichkeiten der präklinischen und tierexperimentellen PET-Bildgebung

Summary
Positron-emission-tomography (PET) is a nuclear imaging technique that permits the spatial and temporal distribution of compounds labeled with a positronemitting radionuclide to be determined noninvasively. Positron-labeled compounds (tracers) have been synthesized to target a range of specific markers and pathways. Small animal PET (i.e. mice, rats, hamsters) has undergone a major evolution. This has been driven by technical improvements and increasing interest of pharmaceutical companies. The focus of the method has shifted towards the quantification of the physiological parameters necessary to use this technique for kinetic modeling of tracers. Methods for minimising the number of animals used for experiments and minimising animal suffering have to be considered (concept of 3R: replacement, reduction and refinement) to provide more humane animal research. In this review, we will give an overview of how the technique can be used to study diseases, to evaluate therapies or new drugs and to gain inside into molecular processes in vivo.

Keywords
Positron-Emission-Tomography (PET), animal model, molecular imaging, preclinical imaging, concept of 3R

Zusammenfassung
Die Positronen-Emissions-Tomografie (PET) ist eine nukleare Bildgebungstechnik, mit der die räumliche und zeitliche Verteilung von Verbindungen, die mit einem Positronen-emittierenden Radionuklid markiert sind, nichtinvasiv bestimmt werden kann. Positronen-markierte Verbindungen (Tracer) wurden synthetisiert, um auf eine Reihe spezifischer Marker und Signalwege zu zielen. Die Bildgebung von kleinen Tieren (z. B. Mäuse, Ratten, Hamster) mit PET hat eine bedeutende Entwicklung durchlaufen. Dies wurde durch technische Verbesserungen und zunehmendes Interesse der Pharmaunternehmen betrieben. Der Fokus der Methode hat sich auf die Quantifizierung der physiologischen Parameter verlagert, die zur Verwendung dieser Technik für die kinetische Modellierung von Tracern erforderlich sind. Methoden zur Minimierung der Anzahl der für Versuche verwendeten Tiere und zur Minimierung des Leidens der Tiere müssen berücksichtigt werden (3R-Konzept: Replacement, Reduction und Refinement), um eine humanere Tierforschung zu gewährleisten. In dieser Arbeit geben wir einen Überblick darüber, wie die Technik verwendet werden kann, um Krankheiten zu untersuchen, Therapien oder neue Medikamente zu bewerten und in vivo in molekulare Prozesse Einblick zu gewinnen.

Schlüsselwörter
Positronen-Emissions-Tomografie (PET), Tiermodell, molekulare Bildgebung, präklinische Bildgebung, 3R-Konzept

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