Doctor Joseph Spernyak

Codirector del recurso compartido de imágenes traslacionales
Científico investigador en imágenes
Departamento de Biología del Estrés Celular

Intereses de investigación:

  • Imágenes por resonancia magnética en modelos animales de enfermedades

Biografía

El Dr. Spernyak ha participado en una amplia gama de proyectos de investigación que incorporan el uso de imágenes por resonancia magnética (IRM) para estudiar modelos de enfermedades en animales pequeños. Sus intereses recientes se han centrado principalmente en tres áreas: a) desarrollo y evaluación de nuevos agentes de contraste para IRM/TFD con el fin de combinar imágenes y terapia en un solo compuesto, b) uso de IRM para caracterizar de forma no invasiva los cambios en la microvasculatura tumoral que surgen de las terapias contra el cáncer, y c) aplicación de imágenes de precesión libre equilibradas y en estado estable para una medición eficiente y precisa de las tasas de relajación de la IRM en los tejidos.

puestos de trabajo

Centro de cáncer integral de Roswell Park

  • Codirector del recurso compartido de imágenes traslacionales
  • Científico investigador en imágenes
  • Departamento de Biología del Estrés Celular

Resumen de la investigación

En colaboración con el Dr. Ravindra Pandey (Cell Stress Biology), nuestro laboratorio ha estado desarrollando y caracterizando nuevos agentes de imagen multifuncionales para su uso tanto en imagenología como en terapia fotodinámica (TFD). La combinación de capacidades de imagenología con un tratamiento específico para el tumor tiene múltiples ventajas, incluida una mejor delimitación de los límites del tumor y un seguimiento no invasivo de la captación y la farmacocinética del tumor. Estas capacidades pueden conducir a mejores indicadores de pronóstico sobre la eficacia del tratamiento con TFD basados ​​en biomarcadores de imagenología.

La resonancia magnética con contraste dinámico se utiliza para investigar los cambios en la función vascular como resultado de la quimioterapia (por ejemplo, doxorrubicina) o terapias biofísicas como la terapia fotodinámica o la hipertermia corporal total. La microvasculatura tumoral difiere de la vasculatura normal en varios aspectos. La vasculatura tumoral es caótica e hiperpermeable, y a menudo presenta un flujo sanguíneo reducido, lo que puede disminuir la eficacia de los tratamientos contra el cáncer. Mediante la resonancia magnética, se pueden estudiar in situ los cambios en el flujo sanguíneo y la función vascular del tumor , lo que permite comprender mejor los efectos vasculares de dichos tratamientos y, potencialmente, obtener mejores resultados.

Fundamental para este trabajo es la capacidad de realizar mediciones rápidas de las tasas de relajación tisular in vivo con un alto grado de precisión y sensibilidad. La técnica de imagen de precesión libre en estado estacionario balanceada (bSSFP) se está explorando en un entorno preclínico como método de relajometría rápida, ya que ofrece numerosas ventajas sobre otros métodos, como: a) altas relaciones señal-ruido, b) mayor homogeneidad espacial en un gran volumen, c) tiempos de adquisición cortos y d) extracción simultánea de las tasas de relajación T1 y T2 en un único conjunto de datos de resonancia magnética. Esta metodología se está aplicando actualmente en el desarrollo de nuevos agentes de contraste, la evaluación microvascular y la microscopía in vivo de alta resolución.

Publicaciones

  Lista completa de publicaciones en PubMed
  • Goswami LN, Blanco WH, Spernyak JA, Ethirajan M, Chen Y, Missert JR, Morgan J, Mazurchuk R, Pandey RK. Síntesis de conjugados de Gd(III)DTPA con avidez por tumores: impacto de la cantidad de unidades de gadolinio en la relajación T1/T2, la localización intracelular y la eficacia fotosensibilizante. Química de bioconjugados 2010; 21(5):816-827
  • Spernyak JA, Mazurchuk R, Batt C, Missert JR, Turowski S, Chen Y, Goswami L, Patel NJ, Ethirajan M, White WH, Pandey RK. El derivado de hexiléter de pirofeoforbida-a (HPPH) al conjugarse con ácido 3-gadolinio(III) aminobencildietilentriaminopentaacético muestra potencial para la obtención de imágenes tumorales in vivo (RM, fluorescencia) y la terapia fotodinámica. Química de bioconjugados 2010; 21(5):828-835
  • Chintala S, Vaughan MM, Horowitz JM, Meeder BA, Busch K, Patel S, Torres G, Mazurchuk R, Spernyak JA, Novak EK, Swank RT. El gen Vps33a regula el comportamiento y el número de células de Purkinje del cerebelo. Brain research 2009;1266:18-28
  • Paul AK, Lobarinas E, Simmons R, Wack D, Luisi JC, Spernyak J, Mazurchuk R, Abdel-Nabi H, Salvi R. Imágenes metabólicas del cerebro de ratas durante el tinnitus inducido farmacológicamente. NeuroImage 2009; 44(2):312-318
  • Riddell JR, Bshara W, Moser MT, Spernyak JA, Foster BA, Gollnick SO. La peroxirredoxina 1 controla el crecimiento del cáncer de próstata a través de la regulación de la vasculatura tumoral dependiente del receptor tipo Toll 4. Investigación sobre el cáncer 2011;71(5):1637-1646
  • Senador A, Capitán ML, Spernyak JA, Schueckler JT, Thomas S, Singh AK, Evans SS, Hylander BL, Repasky EA. La elevación leve de la temperatura corporal reduce la presión del líquido intersticial del tumor y la hipoxia y mejora la eficacia de la radioterapia en modelos tumorales murinos. Investigación sobre el cáncer 2011; 71(11):3872-3880
  • Seshadri M, Bellnier DA, Vaughan LA, Spernyak JAMazurchuk R, Foster TH, Henderson BW. La administración de luz durante períodos prolongados mejora la eficacia de la terapia fotodinámica. Investigación clínica sobre el cáncer 2008;14(9):2796-2805
  • Torres G, Hallas BH, Gross KW, Spernyak JA, Horowitz JM. Imágenes por resonancia magnética y espectroscopia en un modelo murino de esquizofrenia. Boletín de investigación cerebral 2008; 75(5):556-561
  • Turowski SG, Seshadri M, Loecher M, Podniesinski E, Spernyak JA, Mazurchuk RV. Rendimiento de un nuevo motor piezoeléctrico a 4.7 T: aplicaciones y pruebas iniciales. Imágenes por resonancia magnética 2008; 26(3):426-432
  • Jell J, Patel MS, Alhonen L, Deeb KK, Barrero C, Kisiel ND, Diegelman P,Spernyak JA, Mazurchuk R, Hensen ML, Merali S, Porter CW. La expresión genéticamente alterada de la N1-acetiltransferasa de espermidina/espermina afecta el metabolismo de las grasas en ratones a través de la acetil-CoA. Journal of biological chemistry 2007;282(11):8404-8413
  • Pliss L, Mazurchuk R, Spernyak JA, Patel MS. Imágenes de resonancia magnética cerebral y espectroscopia de resonancia magnética de protones en ratones hembra con deficiencia del complejo piruvato deshidrogenasa. Investigación neuroquímica 2007; 32(4-5):645-654
  • Seshadri M, Spernyak JA, Maiery PG, Cheney RT, Mazurchuk R, Bellnier DA. Visualización de los efectos agudos de la terapia dirigida a los vasos sanguíneos in vivo mediante microscopía intravital e imágenes por resonancia magnética: correlación con la apoptosis endotelial, la inducción de citocinas y el resultado del tratamiento. Neoplasia (Nueva York, NY) 2007; 9(2):128-135
  • Dorazio SJ, Tsitovich PB, Siters KE, Spernyak JA, Morrow JR. Agentes de contraste de resonancia magnética de hierro (II) PARACEST. Revista de la Sociedad Química Estadounidense 2011; 133(36):14154-14156
  • Bakin A, Safina A, Spernyak J, Mazurchuck R. Señalización de TGF-b en la angiogénesis y metástasis tumoral. Metástasis clínica y experimental 2007;24(4):269-270
  • Bakin AV, Safina A, Mazurchuck R, Spernyak JLa señalización de TGF-b1 mejora la angiogénesis y la metástasis tumoral. Actas de la Reunión Anual de la Asociación Estadounidense para la Investigación del Cáncer de 2007; 48:987
  • Seshadri M, Spernyak JA, Mazurchuk R, Vaughan LA, Bellnier DA, Henderson BW. Efectos de la tasa de fluencia en la oxigenación tumoral durante la terapia fotodinámica para el cáncer: una experiencia BOLD (fMRI). Actas de la Reunión Anual de la Asociación Estadounidense para la Investigación del Cáncer 2007; 48:1292-1293