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FAPI

Teranóstica nuclear: ¿cuál es el siguiente paso?

Si bien la teranóstica ha mejorado enormemente la supervivencia general y la calidad de vida de los pacientes con NET y cáncer de próstata y se está convirtiendo cada vez más en la corriente principal, la ciencia está trabajando sin reposo en el siguiente gran paso: la teranóstica pan-cancerosa basada en la proteína de activación de fibroblastos (FAP) que se encuentra en los fibroblastos asociados al cáncer (CAF). Con muchos cánceres comunes en cuestión, esto sería verdaderamente revolucionario. Los primeros estudios de PET/TC en humanos de 68Ga-FAPI han demostrado excelentes resultados. Un ligando derivado más adecuado para los fines terapéuticos está al alcance.

¿Qué son los fibroblastos asociados al cáncer (CAF)?

Las masas tumorales consisten en células cancerosas, pero también estructuras vasculares, células inflamatorias, colágeno y fibroblastos (el tipo más común de célula en el tejido conectivo) que juntos forman el estroma tumoral. Varios cánceres altamente prevalentes, como los carcinomas de mama, colon y páncreas se caracterizan por un fuerte crecimiento de tejido fibroso en particular alrededor del tumor. El estroma puede representar hasta el 90% de la masa en tales cánceres. Se ha detectado que estos fibroblastos asociados al cáncer (CAF) expresan una llamada proteína de activación de fibroblastos (FAP, por sus siglas en inglés). Su expresión en tejidos adultos normales es ausente o baja.

El papel de los CAF en el crecimiento del cáncer

Se ha observado que los CAF, especialmente los subtipos que expresan la FAP, no solo apoyan físicamente las células cancerosas, sino que también promueven el crecimiento, la invasión y la resistencia del cáncer a la propia respuesta inmune del cuerpo, así como a la radiación y la quimioterapia. Son los actores clave en la capacidad tumoral para formar nuevas células sanguíneas (angiogénesis) y garantizar su suministro con nutrientes. Los CAF producen varios factores de crecimiento que conducen a la formación de tumores, proliferación y metástasis (como el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) o el factor de crecimiento de fibroblastos (FGF)).[i]

Por lo tanto, FAP presenta un blanco pan-canceroso ideal para la obtención de imágenes y la administración de la terapia dirigida. Abre nuevas aplicaciones para la visualización no invasiva de tumores, exámenes de estadificación y terapia dirigida con radioligandos para muchos cánceres que la teranóstica nuclear aún no cubre y que otras terapias tratan mal. De hecho, además del cáncer de tiroides, actualmente el cáncer de próstata y los tumores neuroendocrinos principalmente se benefician de la teranóstica nuclear. "Dirigiendo a la FAP para destruir los CAF estromales puede interrumpir las funciones de apoyo al cáncer e inhibir el crecimiento del cáncer. Además, al romper la barrera del estroma, se puede mejorar la eficacia de otras terapias sistémicas farmacológicas, inmunológicas, de radiación o basadas en células”.[ii]

Suficiente sobre la cerradura. El reto radica en desarrollar una clave adecuada.

 

Ligandos

Los inhibidores específicos de FAP se desarrollaron por primera vez a principios de la década de 2000 como medicamentos contra el cáncer, por ejemplo, sibrotuzumab o talabostat. Los radiofármacos basados en inhibidores son el siguiente paso. Los científicos están trabajando sin cesar en el desarrollo de un ligando teranóstico que se puede emplear tanto para el diagnóstico como para la terapia; es decir, marcarlo con un isótopo radiactivo con fines de obtener imagen o fines terapéuticos (por ejemplo, galio-68 [68Ga] o lutecio-177 [177Lu] respectivamente), acoplarse a FAP al ser inyectado y permanecer allí el tiempo suficiente para producir el efecto deseado.

Imágenes moleculares

La Universidad de Heidelberg ha desarrollado recientemente un inhibidor de FAP (FAPI) basado en quinolina para permitir marcarlo con un isótopo radiactivo con fines diagnósticos. Los primeros estudios en humanos de 68Ga-FAPI-04 demostraron una alta captación en el tumor y baja en los tejidos sanos circundantes (la llamada relación tumor-fondo), lo que resulta en imágenes tumorales de alto contraste en varios tipos de cáncer. Todos los pacientes toleraron muy bien el procedimiento, no se observaron respuestas farmacológicas o fisiológicas, no se reportaron síntomas.

68Ga-FAPI PET/TC se compara favorablemente con 18F-FDG PET/TC, el pilar actual de la estadificación oncológica por varias razones.

  • El trazador FDG (fluorodesoxi-D-glucosa) depende del azúcar en la sangre y requiere ayuno previo (6 horas min) y reposo al menos de 1 hora durante la fase de absorción. FAPI PET/TC simplificará significativamente el flujo de trabajo clínico porque no requiere preparación, y el paciente está listo para el escaneo en 10 minutos después de la inyección.
  • La misma dependencia de la FDG del metabolismo de la glucosa da como resultado muchas imágenes falsas positivas mientras se estadifican los cánceres debido a su alta absorción en tejidos sanos altamente glicolíticos (por ejemplo, cerebro, músculos o intestino) o inflamatorios (por ejemplo, ganglios linfáticos).
  • Dado que el estroma tumoral produce el 90% del volumen del tumor, las imágenes PET FAPI dirigidas al estroma pueden ser más sensibles para detectar pequeñas lesiones cancerosas

Terapia con radioligandos

Mientras que la captación tumoral del radiofármaco es más importante para los fines diagnósticos, el tiempo de retención del radioligando en el fibroblasto se vuelve crucial para los fines terapéuticos. El emisor de radiación debe permanecer en la célula el tiempo suficiente para que cause un efecto, es decir, destruya la célula. FAPI-04 se lava del tejido tumoral con relativa rapidez y así limita la dosis de radiación de los emisores terapéuticos comunes, como el lutecio o el actinio. Alternativamente, "el periodo de semidesintegración del isótopo terapéutico debe coincidir con el tiempo de retención en el tumor".[ii]

Limitaciones

A pesar de las excelentes proporciones de contraste tumor-fondo de FAPI que van desde la sangre hasta el hígado, los músculos y los intestinos, la expresión de FAP no es exclusivamente específica del cáncer. Todavía se muestra en algunos tejidos no cancerosos, cada vez que los fibroblastos se activan, por ejemplo, "en procesos de remodelación como la cicatrización de heridas, la inflamación o la fibrosis".[ii]

Conclusión

Muchos cánceres "tienden a crecer de manera invasiva y difusa infiltrándose en las estructuras adyacentes, a menudo delicadas y anatómicamente complejas".[i] Las imágenes y la radioterapia basadas en FAPI constituirán un salto cuántico en la teranóstica nuclear pan-cancerosa. Permitirá una mayor precisión en el diagnóstico y tratamiento de muchos tipos de cáncer. Los científicos continúan ajustando el ligando para optimizar la absorción y retención. Las pruebas con una variante FAPI-46 han sido alentadoras. Otro compuesto novedoso con dos puntos de unión también ha mostrado resultados prometedores en pacientes con cáncer de tiroides refractario al yodo y ha demostrado una retención significativamente más prolongada durante varios días en el tumor y metástasis.[iii] Estas son las últimas, pero seguramente no las últimas de las últimas etapas de desarrollo. Permanezcan atentos.

 

Notas finales

[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

 

Bibliografía

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