Introdução: A cardiotoxicidade associada à doxorrubicina é uma preocupação no tratamento do câncer de mama. A tomografia por emissão de pósitrons (PET) com 18F-FDG oferece potencial para diagnóstico precoce, mas a interferência das células tumorais no metabolismo da glicose pode complicar a interpretação. Objetivo:Caracterizar um modelo pré-clínico de cardiotoxicidade em animais com câncer de mama tratados com doxorrubicina e avaliar os mecanismos associados à cardiotoxicidade. Métodos: Após aprovação ética, os animais (camundongos C57BL/6J fêmeas) foram divididos em quatro grupos: Controle, Doxo, Tumor, Tumor+Doxo. Os animais dos grupos tumores foram inoculadas 2,5x105 células EO771 na primeira glândula cervical direita na semana 0 (S0). O tratamento com a Doxo foi realizado uma vez por semana (5 mg/kg) por cinco semanas (S1 até S5), iniciado 1 semana após a inoculação das células. Os animais foram submetidos a imagem de gated-PET para avaliação da função e metabolismo miocárdicos com 18F-FDG nas semanas 2, 4 e 6 (S2, S4 e S6) após o início do protocolo. A análise histopatológica incluiu a quantificação de estresse oxidativo (ROS) e inflamação (CD68). Resultados: Foi observada queda progressiva da fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE) nos grupos Doxo (S2 vs S6, p= 0,037) e Tumor+Doxo (S2 vs S4, p= 0,024; S2 vs S6, p=0,003). Foi observado aumento progressivo da captação miocárdica de 18F-FDG em todos os grupos experimentais (p< 0,05), exceto no grupo Controle. Foi observado aumento de ROS no grupo Doxo e maior intensidade de inflamação nos grupos Doxo e Tumor+Doxo quando comparados aos grupos Controle e Tumor (p= 0,001). Foi observada correlação moderada da captação miocárdica de 18F-FDG com a FEVE (r= -0,49, p<0,001) e fraca correlação com a glicemia (r= 0,29, p= 0,005). Além disso, o SUV na S2 se correlacionou com a FEVE com a S6 (r= -0,62, p< 0,001). A FEVE na S6 se correlacionou com a intensidade de ROS (r= -0,46, p= 0,019), e houve uma tendência de se correlacionar com a inflamação (r= -0,35, p= 0,07). Houve correlação moderada de ROS com a inflamação miocárdicas (r= 0,45, p= 0,025). Conclusão: Nossos resultados destacam a gravidade da cardiotoxicidade pela doxorrubicina em câncer de mama, evidenciando alterações cardíacas associadas ao estresse oxidativo e inflamação. Sublinha-se a importância do PET com 18F-FDG no monitoramento precoce, fornecendo insights cruciais para mitigar os efeitos adversos da quimioterapia e melhorar os resultados clínicos.