Increased FDG bone marrow uptake after intracoronary progenitor cell therapy

Summary

Patients with coronary artery disease who undergo FDG PET for therapy monitoring after intracoronary progenitor cell infusion (PCT) show an increased bone marrow up-take in some cases. Aim of the study was to evaluate the systemic bone marrow glucose metabolism in this patient group after PCT. Patients, methods: FDG bone marrow uptake (BMU), measured as standardized uptake value (SUVmax) in the thoracic spine, was retrospectively evaluated in 23 control patients who did not receive PCT and in 75 patients who received PCT 3 ± 2.2 days before PET scanning. Five out of them were pretreated with granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF) 5 days prior to PCT and 10 ± 1.2 days before PET scanning. In 39 patients who received only PCT without G-CSF and underwent PET therapy monitoring 4 months later, baseline and follow up bone marrow uptake were measured. Leucocytes, C-reactive protein (CRP) levels and the influence of nicotine consumption were compared with the BMU. Results: In patients (n = 70) who received PCT without G-CSF, BMU median (1.3) was slightly, but significantly higher than in the controls (1.0) (p = 0.02) regardless nicotine consumption. BMU did not change significantly 4 months later (1.2) (p = 0.41, n.s.). After G-CSF pretreatment, patients showed a significantly higher bone marrow uptake (3.7) compared to patients only treated with PCT (1.3) (p = 0.023). Leucocyte blood levels were significantly higher in patients with a BMU ≥ 2.5 compared to patients with a bone marrow SUVmax < 2.5 (p <0.001). CRP values did not correlate with the BMU (rho -0.02, p = 0.38). Conclusion: Monitoring PCT patients, a slightly increased FDG BMU may be observed which remains unchanged for several months. Unspecific bone marrow reactions after PCT may be associated with increased leucocyte blood levels and play a role in the changed systemic glucose BMU.

Zusammenfassung

Patienten mit koronarer Herzkrankheit weisen im Rahmen des PET-Therapiemonitorings nach Progenitor-zelltherapie (PCT) in einigen Fällen einen erhöhten Knochenmark-FDG-Uptake (BMU) auf. Ziel der Studie war eine Untersuchung des BMU in dieser Patientengruppe nach PCT. Patienten, Methoden: Der als SUVmax in der Brustwirbelsäule gemessene BMU wurde retrospektiv bei 23 Kontrollpatienten, die keine PCT erhielten, und bei 75 PCT-Patienten (PCT 3 ± 2,2 Tage vor der PET-Untersuchung), evaluiert. Fünf der PCT-Patienten wurden mit Granulozytenkolonie-stimulierendem Faktor (G-CSF) 5 Tage vor der PCT und 10 ± 1,2 Tage vor der PET-Untersuchung behandelt. Bei 39 Patienten, die nur eine PCT ohne G-CSF erhielten und bei denen 4 Monate nach PCT eine erneute FDG-PET Therapiekontrolle erfolgte, konnten Basis- und Follow-up-Untersuchung verglichen werden. Die Leukozytenzahl im peripheren Blut, das C-reaktive Protein (CRP) und der Einfluß des Nikotinkonsums wurden mit dem BMU korreliert. Ergebnisse: Bei Patienten (n = 70), die PCT ohne G-CSF erhielten, war der BMU-Median (1,3) diskret, aber signifikant höher als bei den Kontrollpatienten (1,0) (p = 0,02) unabhängig vom Niktotinkonsum. Der BMU änderte sich 4 Monate später nicht signifikant (1,2) (p = 0,41, n.s.). Nach G-CSF Behand-lung wiesen die Patienten signifikant höhere BMU-Werte (3,7) auf im Vergleich zu den PCT-Patienten ohne G-CSF (1,3) (p = 0,023). Die Leukozytenzahl im peripheren Blut war bei Patienten mit einem BMU ≥2,5 signifikant höher als bei denen mit einem BMU <2,5 (p <0,001). CRP-Werte korrelierten nicht mit dem BMU (rho -0,02; p = 0,38). Schlussfolgerung: Im Rahmen des therapeutischen Monitorings von PCT-Patienten kann ein diskret erhöhter BMU beobachtet werden, der über Monate unverändert bleiben kann. Unspezifische Knochenmarkreaktionen nach PCT können mit einer erhöhten Leukozytenzahl im peripheren Blut assoziiert sein und eine Rolle im veränderten systemischen Glukose-BMU spielen. Eine Vorbehandlung mit G-CSF zeigt zusätzlich eine intensive Steigerung des BMU.

Keywords

FDG-PET - bone marrow uptake - progenitor cell therapy - G-CSF

Schlüsselwörter

FDG-PET - Knochenmark-Uptake - Progenitorzelltherapie - G-CSF

• References

• 1 Assmus B, Schächinger V, Teupe C. et al. Transplantation of progenitor cells and regeneration enhancement in acute myocardial infarction. Circulation 2002; 106: 3009-17.
• 2 Bax JJ, Veening MA, Visser FC. et al. Optimal metabolic conditions during fluorine-18 fluorodeoxyglucose imaging; a comparative study using different protocols. Eur J Nucl Med 1997; 24: 35-41.
• 3 Carr R, Barrington SF, Madan B. et al. Detection of lymphoma in bone marrow by whole-body positron emission tomography. Blood 1998; 91: 3340-6.
• 4 Döbert N, Menzel C, Berner U. et al. Positron emission tomography in patients with Hodgkin’s disease – correlation to histopatho-logic subtypes. Cancer Biother Radiopharm 2003; 18: 565-71.
• 5 Higashi T, Fisher SJ, Brown RS. et al. Evaluation of the early effect of local irradiation on normal rodent bone marrow metabolism using FDG: preclinical PET studies. J Nucl Med 2000; 41: 2026-35.
• 6 Knopp MV, Bischoff H, Rimac A. et al. Bone marrow uptake of fluorine-18-fluorodeoxyglucose following treatment with hematopoietic growth factors: initial evaluation. Nucl Med Biol 1996; 23: 845-9.
• 7 Lerch H, Schäfers M, Gietzen F. et al. Myocar-dial perfusion and metabolism after transcoro-nary ablation of septum hypertrophy (TASH) in hypertrophic obstructive cardiomyopathy. Nuklearmedizin. 1997; 36: 218-22.
• 8 Lewis P, Nunan T, Dynes A. et al. The use of low-dose intravenous insulin in clinical myocardial F-18 FDG PET scanning. Clin Nucl Med 1996; 21: 15-8.
• 9 Maddahi J, Schelbert H, Brunken R. et al. Role of thallium-201 and PET imaging in evaluation of myocardial viability and management of patients with coronary artery disease and left ventricular dysfunction. J Nucl Med 1994; 35: 707-15.
• 10 Melin JA, Becker LC. Quantitative relationship between global left ventricular thallium uptake and blood flow: effects of propranolol, ouabain, dipyridamole, and coronary artery occlusion. J Nucl Med 1986; 27: 641-52.
• 11 Schwaiger M, Hicks R. The clinical role of metabolic imaging of the heart by positron emission tomography. J Nucl Med 1991; 32: 565-78.
• 12 Sugawara Y, Fisher SJ, Zasadny KR. et al. Preclinical and clinical studies of bone marrow uptake of fluorine-1-fluorodeoxyglucose with or without granulocyte colony-stimulating factor during chemotherapy. J Clin Oncol 1998; 16: 173-80.
• 13 Wright DE, Wagers AJ, Gulati AP. et al. Physiological migration of hematopoietic stem and progenitor cells. Science 2001; 29 5548 1933-6.
• 14 van Eeden SF, Hogg JC. The response of human bone marrow to chronic cigarette smoking. Eur Respir J 2000; 15: 915-21.
• 15 Terashima T, Wiggs B, English D. et al. The effect of cigarette smoking on the bone marrow. Am J Respir Crit Care Med 1997; 155: 1021-6.