La P-glycoprotéine (P-gp, ABCB1) est un important transporteur d’efflux de la barrière hémato-encéphalique (BHE). Les radiotraceurs d’imagerie TEP actuellement utilisés pour étudier la P-gp sont des substrats de forte affinité. Ils ont permis de montrer que la P-gp limite le passage cérébral xénobiotique du sang vers le cerveau. Cependant, de nombreux médicaments psychoactifs, tels que le métoclopramide, sont de faibles substrats pour la P-gp in vitro et présentent un passage cérébral suffisant pour exercer une activité centrale. L’importance de la P-gp sur la neuropharmacocinétique de ces faibles substrats reste mal connue.

Des sessions d’imagerie TEP au 11C-métoclopramide ont été réalisées chez le primate non-humain. Des acquisitions dynamiques de 60minutes après injection du radiotraceur (298,12±44,13MBq), avec mesure de la fonction d’entrée artérielle corrigée des radiométabolites, ont été réalisées chez 4 babouins. Les expérimentations ont été conduites pour chaque animal en condition basale et en présence d’une perfusion intraveineuse contrôlée de tariquidar, un inhibiteur de référence pour la P-gp. La modélisation cinétique a été réalisée en utilisant un modèle à un compartiment tissulaire (1-TCM) afin d’estimer les constantes d’influx (K1, mL/min/cm³) et d’efflux (K2, min⁻¹), ainsi que le volume de distribution total (VT, mL/cm³) du 11C-métoclopramide. Ces différents paramètres ont été comparés statistiquement par une analyse Anova à 2 facteurs.

Les cinétiques cérébrales basales ont montré une distribution homogène du radiotraceur entre les différentes régions du cerveau. Comparé aux cinétiques basales (VT=4,3±0mL.cm⁻³), le tariquidar a significativement augmenté la distribution du radiotraceur (VT=8,7±0,5mL.cm⁻³, p<0,001). Cette augmentation du VT est liée à la fois à une augmentation de l’influx K1 (+30±10 %, p<0,05) et à une diminution de l’efflux k2 (−60±10 %, p<0,001). L’importance de l’effet était homogène entre les différentes régions cérébrales (p>0,05).

L’imagerie TEP au 11C-métoclopramide chez le babouin a permis de montrer que la P-gp ne constitue pas uniquement une barrière limitant la pénétration cérébrale des xénobiotiques. La P-gp contribue également à la clairance de ses substrats du cerveau vers le sang, constituant ainsi un système de détoxification permettant de limiter l’exposition globale du cerveau.