El estudio de enfermedades crónicas no transmisibles, como el cáncer y enfermedades neurodegenerativas, ha impulsado el desarrollo de una disciplina de investigación biomédica denominada imagenología molecular. Esta disciplina en continuo crecimiento apunta a la investigación y desarrollo de nuevas herramientas, agentes y métodos para visualizar procesos bioquímicos específicos in vivo, particularmente en aquellos procesos que son clave en el desarrollo de una enfermedad. En particular el PET/CT (tomografía de emisión de positrones acoplada a tomografía computada) es una técnica de diagnóstico mínimamente invasiva, capaz de brindar información de gran relevancia clínica sobre los cambios moleculares que están involucrados en el desarrollo de distintas patologías. La misma se basa en detectar y analizar el patrón de distribución que adopta en el interior del organismo un radiotrazador o radiofármaco administrado de forma intravenosa, permitiendo diferenciar una anatomía o fisiología anormal de una normal. En este contexto, actualmente en el Centro Uruguayo de Imagenología Molecular (Cudim) se llevan adelante diferentes líneas de investigación orientadas al desarrollo de radiotrazadores PET, incorporando tanto carbono-11 como flúor-18 en biomoléculas y moléculas específicas, para el estudio y diagnóstico del cáncer de próstata (CP) por imagenología molecular. Este tipo de cáncer fue el segundo más diagnosticado en hombres y la quinta causa de muerte por cáncer en el sexo masculino a nivel mundial en el año 2022. En Uruguay, el CP es el tipo de cáncer con mayor incidencia en hombres y el tercero en mortalidad, luego del cáncer de pulmón y colorectal. Estos datos ponen de manifiesto la clara relevancia del cáncer de próstata en la salud pública. A su vez, cabe destacar que el CP es una enfermedad heterogénea desde el punto de vista biológico y clínico, lo que determina que la evaluación imagenológica sea altamente desafiante. Resulta de suma importancia estadificar con precisión esta patología, y así poder establecer el tratamiento más adecuado para cada caso. En este sentido, en los últimos años diversos estudios han establecido el papel de la enzima monoamino oxidasa A (MAO-A) en la agresividad del cáncer de próstata. La imagen molecular de la expresión de MAO-A podría ofrecer una herramienta no invasiva para la visualización de CP altamente agresivo. En el presente trabajo de tesis de doctorado se describe la síntesis y evaluación preclínica de inhibidores de la MAO-A marcados con carbono-11 y flúor-18 como radiotrazadores PET para estudios de prueba de concepto en modelos animales de CP. En este aspecto, seleccionamos inhibidores selectivos de la MAO-A (clorgilina, harmina, 2-fluoroetil-harmol y azul de metileno) para su marcación con carbono-11 o flúor-18, con el objetivo de visualizar la expresión de MAO-A in vivo a través de imágenes PET y estudios de biodistribución ex vivo. Para ello se utilizó un modelo de ratones con xenoinjerto de CP con alta expresión de MAO-A (utilizando la línea celular humana LNCaP) y otro con expresión limitada de MAO-A (utilizando la línea celular humana PC3). Se sintetizaron los estándares analíticos y precursores orgánicos de marcación para [11C]clorgilina, [11C]harmina, 2-[18F]fluoroetil-harmol y [11C]azul de metileno. Los primeros tres radiotrazadores cumplieron todas las especificaciones preestablecidas de control de calidad. Se estableció un protocolo de radiosíntesis semi-automatizado para obtener [11C]clorgilina con [11C]MeOTf como agente metilante en un módulo TRACERLAB FX C Pro ®GE, así como 2-[18F]fluoroetil-harmol utilizando un módulo Synthra RN Research Plus. Para la obtención de [11C]azul de metileno se planteó una estrategia basada en la síntesis orgánica de azul de metileno, incorporando [11C]dimetilamina en un precursor adecuado. Luego de ensayar diferentes condiciones de marcación, se logró obtener [11C]azul de metileno con 11% de rendimiento radioquímico (sin purificar). Es necesario realizar ensayos a futuro para lograr obtener [11C]azul de metileno de manera eficiente, y establecer los protocolos de producción y de control de calidad del mismo, con el fin de llevar a cabo estudios in vivo. Por otra parte, la relación de captación tumor-músculo (T/M) obtenida mediante imágenes PET/CT de [11C]harmina (4.5 ± 0.5) fue mayor que la de 2-[18F]fluoroetil-harmol (2.3 ± 0.7) y [11C]clorgilina (2.0 ± 0.1). Se observó un patrón de biodistribución ex vivo comparable en todos los radiotrazadores. Además, la captación tumoral de [11C]harmina mostró tanto una notoria reducción (T/M = 1) en el modelo de tumor PC3, como en tumores LNCaP en presencia de harmina no radiactiva (ensayo de bloqueo). Estos resultados sugieren que [11C]harmina podría servir como un radiotrazador PET atractivo para la visualización de la expresión de MAO-A en CP altamente agresivo. Los prometedores resultados promovieron el planteo de un ensayo clínico inicial, en pacientes con cáncer de próstata de alta agresividad, actualmente en curso en Cudim. El planteo representa además a futuro un potencial de traslación clínica hacia el desarrollo de estrategias terapéuticas personalizadas para pacientes con CP.