Loading…
  • Therapie der Zukunft: we fight your cancer
  • Терапия будущего: мы боремся с Вашим раком

FAPI

Ядерная тераностика: что нас ожидает в будущем?

В то время как тераностика значительно повысила общую выживаемость и качество жизни пациентов с НЭО и раком предстательной железы и становится все более распространенной, наука неустанно работает в направлении следующего важного шага - универсальной панраковой тераностики, базирующейся на белке активации фибробластов (FAP), обнаруженном в опухоль-ассоциированных фибробластах (ОАФ). Для многих широко распространенных видов рака это было бы поистине революционным открытием. Первые исследования ПЭТ/КТ с 68Ga-FAPI, проведенные на людях, продемонстрировали отличные результаты. Дериват лиганда, лучше подходящий для терапевтических целей, находится в пределах досягаемости.

Что такое опухоль-ассоциированные фибробласты (ОАФ)?

Опухоль представляет собой сложную систему, в которую входят непосредственно раковые клетки, а также сосудистые структуры, воспалительные клетки, коллаген и фибробласты (наиболее распространенный тип клеток в соединительной ткани), которые вместе составляют строму или микросреду опухоли. Несколько широко распространенных видов рака, таких как карциномы молочной железы, толстой кишки и поджелудочной железы, характеризуются повышенным образованием фиброзной ткани, в частности вокруг опухоли. При этих раковых заболеваниях строма может составлять до 90% опухолевой массы. Было обнаружено, что эти опухоль-ассоциированные фибробласты (ОАФ) экспрессируют так называемый белок активации фибробластов (FAP). Его экспрессия в нормальных созревших тканях отсутствует или очень низка.

Роль ОАФ в распространении рака

ОАФ, особенно подтипы, экспрессирующие FAP, не только физически поддерживают раковые клетки, но и способствуют росту рака, его распространению и устойчивости не только к иммунному ответу собственно организма, но и к радиации и химиотерапии. Они являются ключевыми в способности опухоли образовывать новые кровеносные сосуды (ангиогенез) и обеспечивать её снабжение питательными веществами. ОАФ производят несколько факторов роста, которые приводят к образованию опухоли, пролиферации и метастазированию (например, фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) или фактор роста фибробластов (FGF)).[i]

Следовательно, белок FAP представляет собой идеальную универсальную мишень как для диагностики так и для терапии. Это открывает новые способы применения для неинвазивной визуализации опухолей, промежуточных исследований и радиолигандной терапии для многих видов рака, которые еще не охвачены ядерной тераностикой и плохо поддаются иному лечению. Фактически, помимо рака щитовидной железы, в настоящее время тераностика находит успешное применение лишь в случае рака предстательной железы и нейроэндокринных опухолей. «Терапия, направленная на белок FAP, в целях истощения стромальных фибробластов может привести к нарушению функции поддержания рака и ингибировать его рост. Кроме того, преодоление стромального барьера может повысить эффективность других фармакологических, иммунологических, радиационных или клеточных системных методов лечения».[ii]

Достаточно о замке. Задача состоит в том, чтобы разработать подходящий ключ.

 

Лиганды

Специфичные ингибиторы FAP были впервые разработаны в начале 2000-х годов в качестве противоопухолевых лекарственных препаратов, таких как сибротузумаб или талабостат. Радиофармацевтические препараты на основе ингибиторов являются следующим шагом. Ученые интенсивно работают над разработкой тераностического лиганда, который может быть использован как для диагностики, так и для терапии; то есть, быть помеченным диагностическим или терапевтическим изотопом (например, галлием-68 [68Ga] или лютецием-177 [177Lu] соответственно), пристыковаться к FAP после инъекции и остаться там достаточно долго, чтобы произвести желаемый эффект.

Молекулярная диагностика

68Ga-FAPI ПЭТ/КТ выгодно отличается от нынешнего столпа онкологического стадирования 18F-ФДГ ПЭТ/КТ по нескольким причинам:

  • Лиганд ФДГ (фтордезокси-D-глюкоза) зависит от уровня сахара в крови, исследование проводится натощак (6 часов) и требует расслабления по крайней мере в течение 1 часа во время фазы распределения препарата в организме. FAPI ПЭТ/КТ значительно упростит клинический рабочий процесс, поскольку не требует подготовки, и пациент готов к сканированию через 10 мин после инъекции.
  • Та же зависимость ФДГ от метаболизма глюкозы приводит к частым ложноположительным изображениям при стадировании рака из-за его высокого накопления в высоко гликолитической здоровой ткани (например, мозг, мышцы или кишечник) или воспалительных тканях (например, лимфатические узлы).
  • Поскольку опухолевая строма составляет 90% объема опухоли, диагностика ПЭТ-FAPI, нацеленная на строму, может оказаться более чувствительной при обнаружении небольших раковых очагов.

Радиолигандная терапия

В то время как для диагностики более важен уровень накопления радиофармацевтического препарата в опухоли, время удержания лиганда в фибробластах становится решающим для терапевтических целей. Излучатель должен оставаться в клетке достаточно долго, чтобы вызвать эффект, т.е. убить клетку. FAPI-04 относительно быстро вымывается из опухолевой ткани, что ограничивает дозу облучения таких распространенных терапевтических излучателей, как лютеций или актиний. В качестве альтернативы, «физический период полураспада терапевтического изотопа должен соответствовать времени удержания в опухоли».[ii]

Ограничения

Несмотря на отличное соотношение контрастности FAPI опухоль/фон, будь то в крови, печени, мышцах или кишечнике, экспрессия белка FAP специфична не только для рака. Белок также экспрессируется в некоторых других тканях всякий раз, когда фибробласты активируются, например, «в процессах ремоделирования, таких как заживление ран, воспаление или фиброз».[ii]

Заключение

Многие виды рака «имеют тенденцию расти инвазивным и диффузным образом, проникая в соседние, часто деликатные и анатомически сложные структуры».[i] Визуализация и лучевая терапия на основе FAPI будут представлять собой квантовый скачок в универсальной панраковой ядерной тераностике. Это позволит повысить точность диагностики и лечения многих видов рака. Ученые продолжают работать над лигандом, чтобы оптимизировать его накопление и время удержания. Испытания с вариантом FAPI-46 были обнадеживающими. Другое новое соединение с двумя местами связывания также показало многообещающие результаты у пациентов с йодным рефрактерным раком щитовидной железы и продемонстрировало значительно более длительное удержание в течение нескольких дней в опухоли и метастазах.[iii] Это новейшие, но точно не последние шаги. Следите за новостями.

 

Ссылки

[i] Syed, M., Flechsig, P., Liermann, J. et al. Fibroblast activation protein inhibitor (FAPI) PET for diagnostics and advanced targeted radiotherapy in head and neck cancers. Eur J Nucl Med Mol Imaging 47, 2836–2845 (2020). https://doi.org/10.1007/s00259-020-04859-y

[ii] Calais, Jérémie. (2020). FAP: The Next Billion Dollar Nuclear Theranostics Target?. Journal of Nuclear Medicine. 61. jnumed.119.241232. 10.2967/jnumed.119.241232.

[iii] Ballal S, Yadav MP, Moon ES, Roesch F, Kumari S, Agarwal S, Tripathi M, Sahoo RK, Mangu BS, Tupalli A, Bal C. Novel Fibroblast Activation Protein Inhibitor-Based Targeted Theranostics for Radioiodine-Refractory Differentiated Thyroid Cancer Patients: A Pilot Study. Thyroid. 2022 Jan;32(1):65-77. doi: 10.1089/thy.2021.0412. Epub 2021 Dec 31. PMID: 34641705.

Figure 1 J Nucl Med 2019; 60:801–805, DOI: 10.2967/jnumed.119.227967

 

Список литературы

Syed, M., Flechsig, P., Liermann, J. et al. Fibroblast activation protein inhibitor (FAPI) PET for diagnostics and advanced targeted radiotherapy in head and neck cancersEur J Nucl Med Mol Imaging 47, 2836–2845 (2020). https://doi.org/10.1007/s00259-020-04859-y

Kratochwil C, Flechsig P, Lindner T, Abderrahim L, Altmann A, Mier W, Adeberg S, Rathke H, Röhrich M, Winter H, Plinkert PK, Marme F, Lang M, Kauczor HU, Jäger D, Debus J, Haberkorn U, Giesel FL. 68Ga-FAPI PET/CT: Tracer Uptake in 28 Different Kinds of Cancer. J Nucl Med. 2019 Jun;60(6):801-805. doi: 10.2967/jnumed.119.227967. Epub 2019 Apr 6. PMID: 30954939; PMCID: PMC6581228

Giesel FL, Heussel CP, Lindner T, Röhrich M, Rathke H, Kauczor HU, Debus J, Haberkorn U, Kratochwil C. FAPI-PET/CT improves staging in a lung cancer patient with cerebral metastasis. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2019 Jul;46(8):1754-1755. doi: 10.1007/s00259-019-04346-z. Epub 2019 May 22. PMID: 31119317

Loktev A, Lindner T, Burger EM, Altmann A, Giesel F, Kratochwil C, Debus J, Marmé F, Jäger D, Mier W, Haberkorn U. Development of Fibroblast Activation Protein-Targeted Radiotracers with Improved Tumor Retention. J Nucl Med. 2019 Oct;60(10):1421-1429. doi: 10.2967/jnumed.118.224469. Epub 2019 Mar 8. PMID: 30850501; PMCID: PMC6785792

Lindner T, Loktev A, Altmann A, Giesel F, Kratochwil C, Debus J, Jäger D, Mier W, Haberkorn U. Development of Quinoline-Based Theranostic Ligands for the Targeting of Fibroblast Activation Protein. J Nucl Med. 2018 Sep;59(9):1415-1422. doi: 10.2967/jnumed.118.210443. Epub 2018 Apr 6. PMID: 29626119

Calais, Jérémie. (2020). FAP: The Next Billion Dollar Nuclear Theranostics Target?. Journal of Nuclear Medicine. 61. jnumed.119.241232. 10.2967/jnumed.119.241232

Ballal S, Yadav MP, Moon ES, Roesch F, Kumari S, Agarwal S, Tripathi M, Sahoo RK, Mangu BS, Tupalli A, Bal C. Novel Fibroblast Activation Protein Inhibitor-Based Targeted Theranostics for Radioiodine-Refractory Differentiated Thyroid Cancer Patients: A Pilot Study. Thyroid. 2022 Jan;32(1):65-77. doi: 10.1089/thy.2021.0412. Epub 2021 Dec 31. PMID: 34641705