PET for diagnosis and therapy of brain tumors

Main contribution of PET in the management of brain tumors is at the therapeutic level. Specific reasons explain this role of molecular imaging in the therapeutic management of brain tumors, especially gliomas. Gliomas are by nature infiltrating neoplasms and the interface between tumor and normal brain tissue may not be accurately defined on CT and MRI. Also, gliomas are often histologically heterogeneous with anaplastic areas evolving within a low-grade tumor, and the contrast-enhancement on CT or MRI does not represent a good marker for anaplastic tissue detection. Finally, assessment of tumor residue, recurrence or progression may be altered by different signals related to inflammation or adjuvant therapies, even on contrast-enhanced CT and MRI. These limitations of the conventional neuroimaging in delineating tumor and detecting anaplastic tissue lead to potential inaccuracy in lesion targeting at different steps of the management (diagnostic, surgical, and post-therapeutic stages). Molecular information provided by PET has proved helpful to supplement morphological imaging data in this context. 18F-FDG (FDG) and amino-acid tracers such as 11C-methionine (MET), provides complementary metabolic data that are independent from the anatomical MR information. These tracers help in the definition of glioma extension, in the detection of anaplastic areas and in the postoperative follow-up. Additionally, PET data have an independent prognostic value. To take advantage of PET data in glioma treatment, PET might be integrated in the planning of image-guided biopsies, radiosurgery and resection.

RésuméDu fait des caractéristiques spécifiques des tumeurs cérébrales, en particulier des gliomes, la contribution principale de la TEP pour la prise en charge de ces tumeurs se situe au stade du traitement. Les gliomes sont par nature infiltrants et l’interface entre tumeur et tissu cérébral normal n’est pas définie de façon totalement fiable par l’IRM. Les gliomes sont aussi hétérogènes sur le plan histologique, comportant des zones anaplasiques développées au sein de tissu gliomateux de bas grade ; il s’avère que la prise de contraste en IRM n’est pas un solide indice pour la détection de ce tissu anaplasique. Finalement, la recherche de résidu, de récidive ou de progression peut être perturbée en IRM par divers signaux liés à l’inflammation et aux effets des traitements adjuvants, même sur les examens avec contraste. Ces limitations de la neuro-imagerie conventionnelle dans la délimitation des tumeurs et la détection du tissu anaplasique sont source de défauts dans le ciblage lésionnel aux divers stades de la prise en charge, qu’ils soient diagnostiques, chirurgicaux ou post-thérapeutiques. L’information moléculaire apportée par la TEP s’est avérée utile pour suppléer aux limitations de l’imagerie morphologique dans ce contexte. Le 18F-FDG (FDG) et les traceurs dérivés d’acides aminés, tel que la 11C-méthionine (MET), apportent des données métaboliques complémentaires qui sont indépendantes des informations anatomiques fournies par l’IRM. Ces traceurs sont utiles dans la détermination de l’extension des gliomes, dans la détection des foyers d’anaplasie et dans le suivi postopératoire. De plus, les données TEP ont une valeur pronostique indépendante. Pour tirer profit de ses avantages dans le traitement des gliomes, la TEP doit être intégrée dans la planification guidée par l’image des biopsies, des résections chirurgicales et des traitements radiochirurgicaux.