Imaging di trombi in vivo con 18F-GP1, un nuovo tracciante PET piastrinico (iThrombus)

Si stima che le condizioni trombotiche cardiovascolari rappresentino 1 decesso su 4 in tutto il mondo nel 2010 e siano la principale causa di mortalità globale. Suddivise in trombosi arteriose e venose, la cardiopatia ischemica e l'ictus ischemico comprendono le principali trombosi arteriose e la trombosi venosa profonda e l'embolia polmonare comprendono le principali trombosi venose. Sebbene entrambi i trombi arteriosi e venosi differiscano sia nell'eziologia che nella fisiopatologia, rimangono molti punti in comune.

La trombosi inizia con un danno alla parete vascolare. L'emostasi fisiologica viene attivata quando il collagene sottostante è esposto alle piastrine circolanti che si legano direttamente al collagene con i recettori di superficie della glicoproteina specifici del collagene. Dopo un'iniziale cascata di segnali che coinvolge il rilascio del legante piastrinico Fattore von Willebrand, le piastrine si attivano consentendo l'adesione al sito della lesione. Dopo l'attivazione, la fosfolipasi A2 modifica la glicoproteina di membrana integrina IIb/IIIa (GP IIb/IIIa) aumentando la capacità delle piastrine di legare il fibrinogeno. Le piastrine attivate cambiano quindi forma da sferiche a stellate e il fibrinogeno si lega in modo incrociato con la glicoproteina IIb/IIIa favorendo l'aggregazione di più piastrine e completando l'emostasi primaria. L'emostasi secondaria comporta l'attivazione della cascata della coagulazione attraverso le vie estrinseche e intrinseche e termina con la deposizione di fibrina reticolata e un trombo maturo.

Il processo emostatico è fluido e dinamico con l'espressione delle proteine ​​di membrana attivate e dei fattori della coagulazione che cambiano durante tutto il processo. L'espressione piastrinica di GP IIb/IIIa diminuisce man mano che un trombo matura, quindi perché è un bersaglio farmacologico per le terapie antitrombotiche. Gli investigatori mirano a esplorare l'espressione e la distribuzione dei recettori GP IIb/IIIa in una serie di condizioni trombotiche elencate di seguito che si estendono su entrambi i sistemi arterioso e venoso. Migliorare la comprensione di come la presentazione clinica è correlata all'attivazione piastrinica in una serie di condizioni è di fondamentale importanza quando si decidono regimi antitrombotici appropriati.

1.2.1 Malattia coronarica e infarto del miocardio La malattia coronarica è la principale causa di morte in tutto il mondo ed è responsabile di 17,5 milioni o del 46% di tutti i decessi non trasmissibili nel 2012. La maggior parte della morbilità e mortalità cardiovascolare è attribuibile all'aterosclerosi coronarica e alla trombosi. L'aterosclerosi è il processo centrale mediante il quale le arterie cardiache si restringono e si induriscono a causa della deposizione di placche di grasso all'interno della parete arteriosa. Questo processo può provocare danni al rivestimento dell'arteria che può causare la formazione di un trombo (coagulo) all'interno dell'arteria che può ostruire parzialmente o completamente il flusso di sangue al muscolo cardiaco, precipitando così l'infarto del miocardio. Questa è la forma più comune di infarto e responsabile di un'ampia percentuale di morti cardiache improvvise. Si ritiene classicamente che il trombo nell'infarto del miocardio sia composto prevalentemente da piastrine. Tuttavia, recenti ricerche hanno dimostrato che il 56% del trombo nell'IM è composto da fibrina con solo il 17% di piastrine. Il tempo ischemico era correlato positivamente con il contenuto di fibrina del trombo e negativamente con la componente piastrinica del trombo. Questo illustra l'interazione dinamica tra piastrine e fibrina nel tempo.

1.2.2 Trombosi della valvola cardiaca bioprotesica La trombosi della valvola cardiaca bioprotesica è una complicanza sempre più riconosciuta della sostituzione valvolare. I rischi per il paziente includono il fallimento precoce della protesi che richiede un'operazione ripetuta più l'ictus o altra embolia sistemica. Una meta-analisi ha stimato che l'incidenza di trombosi bioprotesica sia di 0,03 per 100 anni-paziente, con il rischio di embolia più alto nei primi 3 mesi dopo l'impianto. La composizione della trombosi della valvola protesica varia a seconda del tipo di valvola e del tempo dall'inserimento. È interessante notare che nello studio controllato randomizzato MISTRAL-C, il 50% degli eventi tromboembolici acuti entro 3 giorni dall'inserimento della valvola aortica transcatetere erano trombo di fibrina piastrinica, non detriti calcifici dalla radice aortica. Il tromboembolismo era meno comune nei soggetti in trattamento anticoagulante piuttosto che antitrombotico, suggerendo una predominanza di fibrina. Risultati simili sono stati trovati in un ampio registro di oltre 25.000 pazienti sottoposti a inserimento chirurgico di valvole bioprotesiche. Il warfarin più l'aspirina è risultato più efficace dell'aspirina da sola nel prevenire gli eventi tromboembolici e la morte.

1.2.3 Malattia tromboembolica venosa L'embolia polmonare è una condizione cardiovascolare comune con un'elevata morbilità e mortalità. L'embolizzazione di una trombosi venosa dalle vene profonde degli arti inferiori o del bacino è l'eziologia in oltre il 90% degli eventi. La formazione di trombi è innescata dall'attivazione intravascolare della coagulazione e dalla deposizione di fibrina intraluminale mediata dalla trombina. Si ritiene che i globuli rossi (RBC) vengano incorporati nei trombi venosi tramite intrappolamento passivo nella rete di fibrina in crescita, culminando nella produzione di un trombo venoso ricco di RBC e fibrina. Il trattamento sia per la TVP che per l'EP riduce la mortalità e la profilassi secondaria con anticoagulanti è efficace nel prevenire ulteriori eventi. Il test di imaging clinicamente più frequentemente applicato per la visualizzazione di sospetta EP è l'angiografia polmonare TC (CTPA). Per la TVP, è possibile utilizzare una gamma di modalità di imaging (ecografia, TC o RM) con l'ecografia come indagine di prima linea più comune.

1.2.4 Ictus e attacco ischemico transitorio (TIA) L'ictus e il TIA sono le principali cause prevenibili di morte e morbilità in tutto il mondo. Si ritiene che la composizione del trombo dipenda dall'origine (camera cardiaca o arteria della testa o del collo) e dal tempo trascorso dall'evento. È probabile che il trombo a dominanza di fibrina sia più refrattario ai farmaci trombolitici così come la presenza di caratteristiche istopatologiche croniche nei coaguli come l'endotelizzazione e la calcificazione. La diagnosi si basa sulla presentazione clinica seguita da TC o RM del cervello con valutazione ecografica o RM della stenosi carotidea eseguita successivamente per accertare il rischio di eventi futuri.

1.2.5 COVID-19 La pandemia di COVID-19 ha provocato un'elevata mortalità e morbilità. Preoccupazioni cliniche coerenti sono state sollevate nella letteratura pubblicata, nei notiziari e nei social media per quanto riguarda gli eventi tromboembolici che interessano la microvascolarizzazione e i grandi vasi. Ciò ha ricevuto un'attenzione diffusa e ha portato all'uso segnalato di regimi anticoagulanti profilattici o terapeutici, o persino di fibrinolisi, al di fuori dei protocolli e delle indicazioni standard in assenza di prove certe di beneficio clinico, tale è la preoccupazione. Data la sua sensibilità per il rilevamento delle piastrine attivate, che i nostri dati pilota hanno suggerito potrebbero essere superiori ad altre modalità di imaging in alcune impostazioni, 18F-GP1 PET-CT può offrire un metodo adatto per esaminare l'associazione postulata tra COVID-19 e malattia tromboembolica.

1.3 Comprensione della biologia piastrinica Poiché l'aggregazione piastrinica è una componente importante sia dei trombi arteriosi che venosi, i ricercatori propongono di esplorare se un ligando radiomarcato (18F-GP1) del recettore della glicoproteina IIb/IIIa (GPIIb/IIIa) può rilevare le piastrine attivate sul trombo . I recettori GPIIb/IIIa mediano l'adesione e l'aggregazione piastrinica. Sono espressi in numero maggiore e assumono una conformazione più legante al ligando all'attivazione che lega i ligandi proteici tra cui il fattore di von Willebrand e il fibrinogeno. Ciò consente il bridging e l'aggregazione piastrinica. Di conseguenza, rappresentano un bersaglio attraente per l'imaging acuto del trombo. Speriamo di identificare le piastrine attivate nei cinque gruppi presentati sopra. L'identificazione delle piastrine attivate in tutte le condizioni migliorerà ulteriormente la nostra comprensione del ruolo di questo recettore nella trombosi arteriosa e venosa e di come la terapia antitrombotica influenzi l'espressione.

1.4 Inibizione della glicoproteina IIb/IIIa Tre inibitori della glicoproteina piastrinica (GP) IIb/IIIa per via endovenosa sono stati ampiamente studiati e sono disponibili per l'uso clinico: abciximab, tirofiban ed eptifibatide. L'abciximab è un anticorpo monoclonale diretto contro il recettore, mentre il tirofiban e l'eptifibatide sono inibitori del recettore non anticorpale ad alta affinità.

La terapia antipiastrinica con inibitori della GP IIb/IIIa per via endovenosa è stata valutata in pazienti con sindrome coronarica acuta (ACS) e in quelli sottoposti a impianto di stent intracoronarico e ictus ma non TVP/EP o impianto di valvola protesica.

Meta-analisi hanno valutato l'uso di inibitori della glicoproteina (GP) IIb/IIIa per via endovenosa in una varietà di contesti correlati alla malattia coronarica. L'impatto degli inibitori GP IIb/IIIa per via endovenosa sugli esiti clinici è stato valutato in un'analisi aggregata di 21 studi che hanno coinvolto vari gruppi di pazienti con cardiopatia ischemica. L'inibitore della GP IIb/IIIa ha ridotto l'end point combinato di morte, infarto miocardico (IM) non fatale o rivascolarizzazione urgente a 30 giorni nei seguenti gruppi di pazienti:

• Quelli sottoposti a intervento coronarico percutaneo (PCI)
• Quelli con infarto del miocardio senza sopraslivellamento del tratto ST (NSTEMI)
• Quelli con IM con sopraslivellamento del tratto ST (STEMI) trattati con angioplastica coronarica transluminale percutanea (PTCA). In sintesi, il ruolo degli inibitori P2Y12 ha diminuito il ruolo della terapia GP IIb/IIIa nella malattia coronarica, sebbene continui ad essere importante in alcuni sottogruppi di pazienti. Ci proponiamo di esplorare l'espressione delle piastrine attivate all'interno di malattie coronariche sia stabili che instabili e come il PCI e l'uso di farmaci antitrombotici (inibitori P2Y12 e GPIIb/IIIa) mediano l'espressione.

Nella malattia da ictus, un singolo studio controllato randomizzato (SaTIS) eseguito su ictus ischemico moderato ha dimostrato una significativa riduzione della mortalità a 5 mesi con tirofiban rispetto al placebo. È importante sottolineare che non vi era alcuna differenza nell'emorragia maggiore. Gli investigatori mirano a esplorare l'espressione di GPIIb/IIIa nell'ictus e nel TIA ed esplorare come potrebbe differire nel trombo embolizzato rispetto alla placca colpevole.

L'efficacia dell'inibizione della GPIIb/IIIa nel recente inserimento della valvola bioprotesica e TVP/EP non è nota. Miriamo a esplorare l'espressione piastrinica attivata in entrambe le condizioni per ottenere informazioni sul fatto che l'inibizione GPIIb/IIIa possa essere un trattamento potenzialmente utile.

1.5 Background di 18F-GP1 GP1 è un ligando della classe di molecole fiban che ha un'elevata affinità per il recettore della glicoproteina IIb/IIIa; altamente espresso sulle piastrine attivate. È un bersaglio eccellente per l'imaging di trombi arteriosi con una grande componente piastrinica attivata. Dopo una radiofluorurazione in 2 fasi, il successivo processo di purificazione 18F-GP1 può essere utilizzato per l'imaging PET.

18F-GP1 è stato sottoposto a valutazione clinica preclinica e di fase 1 dimostrando un'elevata affinità per GPIIb/IIIa, il recettore chiave per l'aggregazione piastrinica. Si lega in modo stabile e specifico al trombo umano arterioso, venoso e intracardiaco in vivo. Il legame non è sostanzialmente alterato dalla terapia anticoagulante (aspirina ed eparina).

Nel recente studio di fase 1 18F-GP1 ha dimostrato un alto tasso di rilevamento di focolai tromboembolici in 20 pazienti con trombi venosi profondi (TVP) di recente formazione e tromboemboli polmonari. Il tracciante si è comportato favorevolmente anche per quanto riguarda il suo metabolismo, la farmacocinetica e il profilo dosimetrico. Non ci sono stati eventi avversi significativi in ​​nessuno dei 20 partecipanti reclutati.

1.6 Obiettivi dello studio

Ci proponiamo di esaminare l'espressione del recettore della glicoproteina IIb/IIIa in:

1. Trombo intracoronarico a seguito di infarto miocardico spontaneo
2. Trombo intracoronarico dopo l'inserimento di stent di routine.
3. Trombosi della valvola cardiaca bioprotesica (valvole chirurgiche o transcatetere).
4. Malattia tromboembolica venosa in quelli con trombosi venosa profonda recentemente confermata ed embolia polmonare.
5. Trombo carotideo e cerebrale in quelli con ictus e TIA. Ciò migliorerebbe la nostra comprensione dell'incidenza, delle conseguenze e della storia naturale dell'attivazione piastrinica nella trombosi cardiovascolare.

1.7 Ipotesi di ricerca

L'espressione del recettore GPIIb/IIIa varia in base alla condizione trombotica, tra cui venosa (TVP/EP) rispetto a quella arteriosa (MI/ictus), in situ (MI) rispetto a quella embolica (ictus, EP) e materiale protesico (stent e valvole) rispetto a tessuto nativo malato. IM, ictus, TVP/EP).

1.8 Motivazione dello studio Ad oggi, i ricercatori hanno impiegato con successo un radiotracciante (fluoruro di sodio 18F) come marcatore di infiammazione necrotica nell'aterosclerosi umana. Il legame di 18F-GP1 alle piastrine attivate nei trombi venosi e arteriosi è già stato dimostrato in studi preclinici e in uno studio di fase 1 nell'uomo. In caso di successo, questo studio definirebbe il ruolo del recettore della glicoproteina IIb/IIIa all'interno della trombosi in vivo in una serie di malattie cardiovascolari.