Skip to main page content
U.S. flag

An official website of the United States government

Dot gov

The .gov means it’s official.
Federal government websites often end in .gov or .mil. Before sharing sensitive information, make sure you’re on a federal government site.

Https

The site is secure.
The https:// ensures that you are connecting to the official website and that any information you provide is encrypted and transmitted securely.

Access keys NCBI Homepage MyNCBI Homepage Main Content Main Navigation
. 2022 May 2;118(6):1049-1058.
doi: 10.36660/abc.20210463. eCollection 2022.

Chemotherapy-induced Cardiac18F-FDG Uptake in Patients with Lymphoma: An Early Metabolic Index of Cardiotoxicity?

[Article in English, Portuguese]
Mayara L C Dourado  1 , Luca T Dompieri  2 , Glauber M Leitão  3 , Felipe A Mourato  4 , Renata G G Santos  4 , Paulo J Almeida Filho  4 , Brivaldo Markman Filho  1 , Marcelo D T Melo  5 , Simone C S Brandão  1
Affiliations

Chemotherapy-induced Cardiac18F-FDG Uptake in Patients with Lymphoma: An Early Metabolic Index of Cardiotoxicity?

[Article in English, Portuguese]
Mayara L C Dourado et al. Arq Bras Cardiol. .

Abstract
in English, Portuguese

Background: It is uncertain whether myocardial fluorodeoxyglucose uptake occurs solely due to physiological features or if it represents a metabolic disarrangement under chemotherapy.

Objective: To investigate the chemotherapy effects on the heart of patients with lymphoma by positron emission tomography associated with computed tomography scans (PET/CT) with 2-deoxy-2[18F] fluoro-D-glucose (18F-FDG PET/CT) before, during and/or after chemotherapy.

Methods: Seventy patients with lymphoma submitted to18F-FDG PET/CT were retrospectively analyzed. The level of significance was 5%.18F-FDG cardiac uptake was assessed by three measurements: left ventricular maximum standardized uptake value (SUVmax), heart to blood pool (aorta) ratio, and heart to liver ratio in all the exams. Body weight, fasting blood sugar, post-injection time, and the injected dose of18F-FDG between the scans were also compared.

Results: Mean age was 50.4 ± 20.1 years and 50% was female. The analysis was carried out in two groups: baseline vs. interim PET/CT, and baseline vs. post-therapy PET/CT. There was no significant difference in clinical variables or protocol scans variables. We observed an increase in left ventricular (LV) SUVmax from 3.5±1.9 (baseline) to 5.6±4.0 (interim), p=0.01, and from 4.0±2.2 (baseline) to 6.1±4.2 (post-therapy), p<0.001. A percentage increase ≥30% of LV SUVmax occurred in more than half of the sample. The rise of cardiac SUV was accompanied by an increase in LV SUVmax/Aorta SUVmax and LV SUVmean/Liver SUVmean ratios.

Conclusion: This study showed a clear increase in cardiac18F-FDG uptake in patients with lymphoma during and/or after chemotherapy. The literature corroborates with these findings and suggests that18F-FDG PET/CT is a sensitive and reliable imaging exam to detect early metabolic signs of cardiotoxicity.

Fundamento: Ainda não está estabelecido se a captação de fluorodesoxiglicose no miocárdio ocorre exclusivamente por características fisiológicas ou se representa um desarranjo metabólico causado pela quimioterapia.

Objetivo: Investigar os efeitos da quimioterapia no coração dos pacientes com linfoma por tomografia por emissão de pósitrons associada a tomografia computadorizada (PET/CT) com 2-[18F]-fluoro-2-desoxi-D-glicose (18F-FDG PET/CT) antes, durante e/ou após a quimioterapia.

Métodos: Setenta pacientes com linfoma submetidos a 18F-FDG PET/CT foram retrospectivamente analisados. O nível de significância foi de 5%. A captação de 18F-FDG foi avaliada por três medidas: captação máxima no ventrículo esquerdo ( standardized uptake value , SUV max), razão SUV cardíaco / aorta e SUV cardíaco / SUV no fígado. Também foram comparados peso corporal, glicemia de jejum, tempo pós-injeção e dose administrada de 18F-FDG entre os exames.

Resultados: A idade média foi de 50,4 ± 20,1 anos e 50% dos pacientes eram mulheres. A análise foi realizada em dois grupos – PET/CT basal vs. intermediário e PET/CT basal vs pós-terapia. Não houve diferença significativa entre as variáveis clínicas e do protocolo dos exames entre os diferentes momentos avaliados. Nós observamos um aumento na SUV máxima no ventrículo esquerdo de 3,5±1,9 (basal) para 5,6±4,0 (intermediário), p=0,01, e de 4,0±2,2 (basal) para 6,1±4,2 (pós-terapia), p<0,001. Uma porcentagem de aumento ≥30% na SUV máxima no ventrículo esquerdo ocorreu em mais da metade da amostra. O aumento da SUV cardíaca foi acompanhado por um aumento na razão SUV máxima no ventrículo esquerdo / SUV máxima na aorta e SUV média no ventrículo esquerdo /SUV média no fígado.

Conclusão: O estudo mostrou um aumento evidente na captação cardíaca de 18F-FDG em pacientes com linfoma, durante e após quimioterapia. A literatura corrobora com esses achados e sugere que a 18F-FDG PET/CT pode ser um exame de imagem sensível e confiável para detectar sinais metabólicos precoces de cardiotoxicidade.

PubMed Disclaimer

Conflict of interest statement

Potencial conflito de interesse

Não há conflito com o presente artigo

Figures

Figura 1
Figura 1. – Grupo 01 – A) Comparação do valor máximo de captação (SUV, do inglês standardized uptake value) no ventrículo esquerdo, razão SUV máxima no ventrículo esquerdo/SUV máxima na aorta e SUV médio no ventrículo esquerdo/SUV médio no fígado entre tomografia por emissão de pósitron (PET) basal e PET intermediário B) Comparação de SUV máxima no ventrículo esquerdo/SUV máxima na aorta e SUV média no ventrículo esquerdo/SUV média no fígado entre PET basal e PET intermediário no grupo com aumento na SUV máxima no ventrículo esquerdo ≥ 30% C: Comparação de SUV máxima no ventrículo esquerdo / SUV máxima na aorta e SUV média no ventrículo esquerdo/SUV média no fígado entre PET basal e PET intermediário no grupo com aumento na SUV máxima no ventrículo esquerdo < 30%; SUV max VE: SUV máxima no ventrículo esquerdo; SUV max AO: SUV máxima na aorta; SUV médio VE: SUV média no ventrículo esquerdo.
Figura 2
Figura 2. – Grupo 2: Comparação do valor máximo de captação (SUV, do inglês standardized uptake value) no ventrículo esquerdo, razão SUV máxima no ventrículo esquerdo / SUV máxima na aorta e SUV médio no ventrículo esquerdo/SUV médio no fígado entre tomografia por emissão de pósitron (PET) basal e PET pós-terapia B: Comparação de SUV máxima no ventrículo esquerdo / SUV máxima na aorta e SUV médio no ventrículo esquerdo/SUV média no fígado entre PET basal e PET pós-terapia no grupo com aumento na SUV máxima no ventrículo esquerdo ≥ 30% C: Comparação de SUV máxima no ventrículo esquerdo / SUV máxima na aorta e SUV médio no ventrículo esquerdo/SUV média no fígado entre PET basal e PET pós-terapia no grupo com aumento na SUV máxima no ventrículo esquerdo < 30%; SUV max VE: SUV máxima no ventrículo esquerdo; SUV max AO: SUV máxima na aorta; SUV médio VE: SUV médio no ventrículo esquerdo.
Figura 3
Figura 3. – Exemplo de caso - valor máximo de captação (SUV, do inglês standardized uptake value) (SUVmax) no ventrículo esquerdo na tomografia computadorizada por emissão de pósitron (PET/CT) basal (5,86), intermediário (8,95/52,73% de aumento a partir do basal) e pós-terapia (9,67/65,02% de aumento a partir do basal).
Figura 4
Figura 4. – Cascata de cardiotoxicidade – A lesão provocada por cardiotoxicidade desencadeia uma série de alterações metabólicas em resposta ao estresse oxidativo, detectáveis por tomografia computadorizada por emissão de pósitrons e 2-[18F]-fluoro-2-desoxi-D-glicose (18F-FDG) (18F-FDG PET/CT). A lesão e a falha de autorregeneração dos miócitos contribuem para a disfunção celular e alterações mecânicas detectadas pela avaliação do strain. Ainda, o processo continua com uma diminuição no desempenho cardíaco avaliado pela fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE). Sinais de insuficiência cardíaca podem ser então detectados, sugerindo que o coração já não atende as demandas corporais, ou o faz às custas de uma pressão de enchimento ventricular elevada (EROs: espécies reativas de oxigênio; RE: retículo endoplasmático; PPP: via da pentose fosfato; H6PD: hexose-6-fosfato desidrogenase; FDG: Fluorodesoxiglicose; FEVE: fração de ejeção do ventrículo esquerdo).
Figure 1
Figure 1. – Group 01 – A) Comparison of maximum left ventricular (LV) standardized uptake value (SUVmax), LV SUVmax/aorta SUVmax and mean LV SUV (SUV mean)/liver SUVmean ratios, between baseline and interim positron emission tomography (PET). B) Comparison of LV SUVmax/aorta SUVmax and LV SUVmean/liver SUVmean ratios between baseline and interim PET in the Group with increase of LV SUVmax ≥ 30%. C) Comparison of LV SUVmax/Aorta SUVmax and LV SUVmean/Liver SUVmean ratios, between Baseline and Interim PET in the Group with increase of LV SUVmax < 30%; LVmaxAOmax: LV SUVmax/Aorta SUVmax, LVmean LIVER mean: LV SUVmean/Liver SUVmean.
Figure 2
Figure 2. – Group 02 – A) Comparison of LV SUVmax, LV SUVmax/Aorta SUVmax and LV SUVmean/Liver SUVmean ratios, between Baseline and Post-therapy PET. B) Comparison of LV SUVmax/Aorta SUVmax and LV SUVmean/Liver SUVmean ratios, between Baseline and Post-therapy PET in the Group with increase of LV SUVmax ≥ 30%. C) Comparison of LV SUVmax/Aorta SUVmax and LV SUVmean/Liver SUVmean ratios, between Baseline and Post-therapy PET in the Group with increase of LV SUVmax < 30%; LVmaxAOmax: LV SUVmax/Aorta SUVmax, LVmean LIVER mean: LV SUVmean/Liver SUVmean.
Figure 3
Figure 3. – Case example - LV SUVmax in Baseline (5.86), Interim (8.95 / 52.73% percentage increase from baseline) and Post-therapy PET/CT (9.67 / 65.02% percentage increase from baseline). LV: Left Ventricle; PET/CT: Positron emission tomography associated with computed tomography scans; SUV: Standard Uptake Value; SUVmax: Maximum SUV.
Figure 4
Figure 4. – Cardiotoxicity cascade – Cardiotoxic injury triggers series of metabolic alterations in response to the oxidative stress, it is detectable by 18F-FDG PET/CT. The sustained injury and the failure of the myocyte self-healing contribute to cell dysfunction and mechanic alterations detected by strain rate imaging. Furthermore, the process continues with a decrease in the cardiac overall performance assessed by the LVEF. Signs of heart failure are then noticeable, suggesting that the heart no longer meet the body’s demands, or do it at the expense of high ventricular filling pressures (ROS: reactive oxygen species; ER: endoplasmic reticulum; PPP: pentose phosphate pathway; H6PD: hexose-6-phosphate dehydrogenase; FDG: 18F-fluorodeoxy-glucose; LVEF: Left Ventricle Ejection Fraction).
See this image and copyright information in PMC

Comment in

References

    1. Awadalla M, Hassan MZO, Alvi RM, Neilan TG. Advanced Imaging Modalities to Detect Cardiotoxicity. Curr Probl Cancer. 2018;42(4):386-96. doi: 10.1016/j.currproblcancer.2018.05.005. - PMC - PubMed
    1. Kalil Filho R, Hajjar LA, Bacal F, Hoff PM, Diz MP, Galas FR, et al. I Brazilian Guideline for Cardio-Oncology from Sociedade Brasileira de Cardiologia. Arq Bras Cardiol. 2011;96(2 Suppl 1):1-52. - PubMed
    1. Jain D, Russell RR, Schwartz RG, Panjrath GS, Aronow W. Cardiac Complications of Cancer Therapy: Pathophysiology, Identification, Prevention, Treatment, and Future Directions. Curr Cardiol Rep. 2017;19(5):36. doi: 10.1007/s11886-017-0846-x. - PubMed
    1. Seidman A, Hudis C, Pierri MK, Shak S, Paton V, Ashby M, et al. Cardiac Dysfunction in the Trastuzumab Clinical Trials Experience. J Clin Oncol. 2002;20(5):1215-21. doi: 10.1200/JCO.2002.20.5.1215. - PubMed
    1. Curigliano G, Cardinale D, Suter T, Plataniotis G, Azambuja E, Sandri MT, et al. Cardiovascular Toxicity Induced by Chemotherapy, Targeted Agents and Radiotherapy: ESMO Clinical Practice Guidelines. Ann Oncol. 2012;23(Suppl 7):155-66. doi: 10.1093/annonc/mds293. - PubMed