Imágenes moleculares FAPI para el diagnóstico del subtipo de cáncer colorrectal desfavorable CMS4 (FoCus)

El CCR es el tercer cáncer más común en todo el mundo y representa aproximadamente 14 000 nuevos diagnósticos y aproximadamente 5 000 muertes en los Países Bajos cada año (1,9 millones y 935 000 a nivel mundial). El CCR es una enfermedad heterogénea en términos de pronóstico, respuesta al tratamiento y biología del tumor subyacente. El perfil transcripcional a gran escala de los tumores primarios de CCR ha revelado la presencia de cuatro subtipos moleculares de consenso (CMS) distintos, que es actualmente el sistema de clasificación molecular más sólido para el CCR. Este sistema de clasificación muestra asociaciones importantes con variables clínicas como la ubicación del tumor primario, el grado histopatológico y el pronóstico. CMS4 representa ~25% de todos los pacientes con CCR en etapa temprana y es más prevalente en etapas avanzadas de la enfermedad (~40% en etapa IV). Además, el subtipo CMS4 se caracteriza por un mal pronóstico (p. ej. índice de riesgo de supervivencia libre de recaída (HR) de ~1,75 en comparación con los otros subtipos), especialmente en el CCR temprano, y puede beneficiarse menos de los regímenes de tratamiento sistémico estándar (a menudo basados ​​en oxaliplatino). Curiosamente, el CCR CMS4 parece beneficiarse más de los regímenes de quimioterapia basados ​​en irinotecán. Esto es relevante ya que en el contexto metastásico a menudo el régimen de terapia sistémica de primera elección es el oxaliplatino y no un régimen basado en irinotecán. Además, las células tumorales pueden adquirir un fenotipo CMS4 después de la exposición a quimioterapia (basada en fluoropirimidina), lo que podría contribuir a la resistencia al tratamiento. Hasta el momento, no hay terapias efectivas dirigidas a CMS4 disponibles para uso clínico, aunque ésta es un área activa de investigación. Por ejemplo, recientemente se demostró en el cáncer de colon primario que el imatinib puede tener valor como fármaco de cambio de CMS (CMS4 a CMS2), caracterizado por cambios en la expresión genética asociados con una mejor supervivencia. Además, el estudio MoTriColor está investigando un inhibidor del receptor de TGF-β (galunisertib) en combinación con capecitabina en pacientes con CCR avanzado resistente a la quimioterapia con una firma del factor de crecimiento transformante beta activado (TGF-β), que normalmente se activa en el subtipo de CCR CMS4. (NCT04031872). Finalmente, como se mencionó anteriormente, los pacientes con CCR con una carga alta de CMS4 podrían beneficiarse más de un régimen de tratamiento basado en irinotecán en comparación con uno basado en oxaliplatino.

Las firmas genéticas reguladas positivamente en los tumores CMS4 son genes relacionados con la señalización de TGF-β, la transición epitelial a mesenquimatosa y la invasión estromal a la que contribuyen los CAF. En la última década se ha estudiado ampliamente el efecto del estroma tumoral sobre la biología del tumor. La célula más prominente del estroma tumoral es la CAF. Uno de los marcadores de la superficie celular que distingue a los CAF de los fibroblastos normales es la FAP.

FAP se expresa durante la embriogénesis y la cicatrización de heridas. En tejidos adultos sanos casi no hay expresión de FAP. Sin embargo, la FAP se sobreexpresa en los CAF del estroma tumoral de muchos tumores sólidos diferentes. Permite la migración de células tumorales a través de la remodelación de la matriz extracelular y se ha descrito que es proangiogénico e inmunosupresor en el microambiente tumoral. La alta expresión de FAP se asocia con una peor supervivencia general en muchos cánceres epiteliales, incluido el CCR. La expresión alta de FAP basada en IHC de muestras de tumores primarios de CCR se asocia con una supervivencia deficiente (HR: 1,72, IC del 95 %: 1,58-9,48, p = 0,009).

En 2018, se publicaron los primeros datos clínicos de un nuevo radiotrazador dirigido a la FAP. Este radiotrazador, [68Ga]-FAPI, se basa en un inhibidor de FAP de molécula pequeña de quinolina: FAPI. En los últimos cinco años, se publicaron datos de imágenes FAPI de más de 3.000 pacientes con cáncer con muchos tipos diferentes de cáncer. Además, múltiples publicaciones informaron sobre radioligandos dirigidos a FAP utilizados como terapia de último recurso con itrio-90, lutecio-177 ([177Lu]) o samario-153, y algunos pacientes mostraron una enfermedad estable durante varios meses. Actualmente se está reclutando un primer ensayo de fase I que investiga [177Lu]-DOTA-FAPI (NCT04849247). Además, otro grupo ha realizado recientemente varios estudios por primera vez en humanos con inhibidores de FAP radiomarcados con [177Lu], lo que demuestra aún más el potencial de la terapia teranóstica utilizando compuestos FAPI.

Aunque los datos aún son escasos, tres estudios relacionaron la captación tumoral de FAPI con la expresión de FAP mediante IHC, y todos mostraron una correlación positiva significativa (r = 0,43-0,94). Un estudio comparó esta correlación entre tejidos obtenidos mediante resección o biopsia y encontró que la correlación es más fuerte después de la resección. Esto muestra que el método de muestreo es importante debido a la expresión heterogénea de FAP dentro de un tumor.

Una baja actividad de fondo y una alta captación tumoral de FAPI dan como resultado una delimitación tumoral excepcionalmente clara, lo que le otorgó el premio a la PET con [68Ga]-FAPI con el premio Imagen del año de la Sociedad de Medicina Nuclear e Imágenes Moleculares en 2019. Hasta ahora, se publicaron datos de PET con [68Ga]-FAPI de 68 pacientes con CCR (metastásico). Los valores de captación fueron altos en el CCR primario y metastásico, con una captación de fondo muy baja, incluso en el hígado normal (ver también la sección 4.1b para obtener más información). Además, existe una gran variación en la utilización de FAPI en el CRC (p. ej. Desviación estándar del SUVmáx de 3,6 en las metástasis hepáticas de CCR), lo que indica que se puede visualizar la variación de la expresión de FAP.

El desarrollo de estrategias de terapia dirigida a CMS4 para este subtipo desfavorable de CCR requiere una prueba de diagnóstico sólida y clínicamente aplicable para una evaluación cuantitativa integral del estado de CMS4 de todas las lesiones (primarias y metastásicas) en pacientes con cáncer individuales. Un clasificador de 273 genes basado en la secuenciación de ARN de biopsias de tumores es el estándar de referencia actual para diagnosticar CMS4, pero se han desarrollado pruebas alternativas. Todas estas pruebas requieren muestras de tumores y la interpretación es complicada debido a la heterogeneidad del estado del CMS intra e interlesiones. Por ejemplo, utilizando una de estas pruebas, encontramos que el 55% de los 20 tumores primarios de CCR estudiados mostraban regiones tumorales positivas y negativas para CMS4, y el estado de CMS4 puede diferir sustancialmente entre los sitios de tumores primarios y metastásicos dentro del mismo paciente. Además, demostramos que las biopsias de tumores multirregionales durante la colonoscopia para seleccionar prospectivamente pacientes con CCR CMS4 para estudiar el potencial de imatinib como tratamiento específico de CMS4 en un estudio de ventana de prueba de concepto preoperatorio confirmaron, nuevamente, una extensión intratumoral extensa. Heterogeneidad de CMS4.

Más allá de esta heterogeneidad espacial de CMS4, CMS4 también puede mostrar heterogeneidad temporal durante la quimioterapia, como lo hemos demostrado en 129 CCR primarios y metástasis hepáticas pareadas, donde la quimioterapia neoadyuvante fue un factor de riesgo independiente para el subtipo CMS4. Una observación que pudimos corroborar mediante un trabajo experimental con organoides de CCR derivados de pacientes: la exposición de dichos organoides a seis ciclos cortos de 5-fluorouracilo in vitro indujo una firma genética de tipo mesenquimatoso (CMS4). Esta firma se relacionó con un mal pronóstico en un gran conjunto de pacientes con CCR con datos de expresión genética disponibles públicamente.

Los protocolos extensos de biopsia de tejido podrían abordar este problema de la heterogeneidad del CMS para permitir un diagnóstico preciso del CMS4, pero son un desafío en la práctica clínica habitual y una carga para los pacientes. Una alternativa prometedora para una prueba de diagnóstico de CMS4 sería utilizar un radiotrazador que permita la evaluación cuantitativa de CMS4 in vivo mediante imágenes moleculares de todo el cuerpo. Esta modalidad de imagen es particularmente adecuada para evaluar biomarcadores con expresión heterogénea: con fines de diagnóstico, como diagnóstico complementario para terapias (dirigidas) o como parte de una estrategia "teranóstica" en la que a la selección de pacientes utilizando el radiotrazador de diagnóstico le sigue el tratamiento con el mismo. trazador marcado con un compuesto terapéutico. FAP es un excelente candidato a objetivo de imágenes moleculares para CMS4, ya que se expresa altamente en CAF que están presentes en abundancia en este subtipo de CCR. De hecho, encontramos que la expresión del gen FAP medida en biopsias de tumores, como marcador único, discrimina con precisión el CMS4 de otros subtipos de CCR (AUROC: 0,91; IC del 95 %: 0,90-0,93). Además, el nuevo análisis de los datos publicados mostró una marcada heterogeneidad en la captación de [68Ga]-FAPI dentro y entre 15 pacientes con CCR y sitios tumorales, lo que confirma el valor potencial de este trazador para diagnosticar el CCR CMS4.

En el estudio FoCus, damos el siguiente paso al relacionar la expresión de la proteína FAP evaluada in vivo mediante [18F]-ALF-FAPI-74 PET/CT con el estado de CMS4. Anteriormente adquirimos experiencia con imágenes de [68Ga]-FAPI-46 al presentarlas clínicamente en los Países Bajos en abril de 2021, como el primer grupo, en colaboración con SOFIE iTheranostics (el titular de la licencia global de trazadores FAPI). Hasta septiembre de 2023, hemos fotografiado a 20 pacientes con cáncer con un dilema diagnóstico, a lo que la exploración contribuyó de forma significativa en todos ellos. Ninguno de los pacientes experimentó efectos adversos y, como se esperaba de la literatura, las proporciones tumor-fondo fueron excelentes. Las imágenes con fluoruro-18 ([18F]) son superiores al galio-68 ([68Ga]) con respecto a la calidad de la imagen, el contraste, la armonización y la accesibilidad para el uso rutinario. Por estos motivos, avanzaremos en FoCus con [18F]-ALF-FAPI-74, producido por Cyclotron Noordwest BV en colaboración con SOFIE iTheranostics.

Estudiaremos la relación entre [18F]-ALF-FAPI-74 PET/CT y el estado de CMS4 a nivel de lesión tumoral específicamente en pacientes que son elegibles para la metasstatectomía hepática por CCR, ya que 1) CMS4 es más prevalente en la enfermedad en estadio IV, mejorando así las estadísticas eficiencia en comparación con etapas inferiores de CRC; 2) los pacientes a menudo tienen múltiples metástasis hepáticas y, si la enfermedad es sincrónica, también un tumor primario que se extirpará quirúrgicamente, lo que mejorará aún más el tamaño de muestra efectivo a nivel de lesión y también permitirá la evaluación de la heterogeneidad dentro del paciente. Por lo tanto, esta población de pacientes es ideal para una prueba de concepto. Sin embargo, los resultados relacionados con el valor diagnóstico de la PET/TC con [18F]-ALF-FAPI-74 para el estado de CMS4 a nivel de lesión obtenidos de este subgrupo de pacientes con CCR en particular pueden generalizarse y, por lo tanto, ser clínicamente relevantes para otras etapas y manifestaciones de la enfermedad del CCR.

Si FoCus muestra que [18F]-ALF-FAPI-74 PET/CT es de hecho una prueba de diagnóstico sólida para evaluar la carga de CMS4 en pacientes con CCR metastásico, prevemos su aplicación posterior como biomarcador integral para la selección de pacientes, sin la necesidad de un muestreo de tejido extenso. - en estudios clínicos para desarrollar y evaluar estrategias de tratamiento dirigidas al subtipo CMS4 para el CCR (metastásico). Esto incluye estrategias teranósticas en las que el propio FAPI sirve como grupo objetivo para compuestos terapéuticos. Estos esfuerzos podrían, en última instancia, conducir a mejores estrategias personalizadas de tratamiento con CMS4, resultados de los pacientes y calidad de vida de los pacientes con CCR.