Celowane obrazowanie PET za pomocą kadheryny 3 (CDH3) w złośliwych nowotworach płuc

Rak jest wiodącą przyczyną wysokiej śmiertelności na całym świecie i znaczącą przeszkodą w wydłużaniu oczekiwanej długości życia. Wśród różnych typów nowotworów rak płuca jest jednym z najczęstszych nowotworów złośliwych na świecie. Według globalnych statystyk dotyczących raka, od 2020 roku globalny wskaźnik zachorowalności na raka płuca wynosił 11,4%, a śmiertelność 18%. Rak płuca jest główną przyczyną zgonów związanych z nowotworami w Chinach i na całym świecie, szczególnie niedrobnokomórkowy rak płuca (NDRP), a jego strategie leczenia stale ewoluują. Immunoterapia i celowana terapia neoadjuwantowa mogą pomóc w eliminacji mikrometastaz, aby zmniejszyć nawroty pooperacyjne, obniżyć stopień zaawansowania guza, aby poprawić resekcyjność zmian pierwotnych, i zwiększyć długoterminowy wskaźnik przeżycia pacjentów z rakiem płuca do pewnego stopnia. Jednak dla pacjentów z resekcyjnym rakiem płuca operacja pozostaje głównym podejściem leczniczym.

Biorąc pod uwagę znaczną indywidualną zmienność wyników leczenia raka płuca, nieoptymalną skuteczność tradycyjnego PET w monitorowaniu odpowiedzi na leczenie oraz brak skutecznych metod odróżniania łagodnych od złośliwych guzków płucnych, istnieje krytyczna potrzeba kliniczna innowacyjnych podejść. Wykorzystanie kluczowych molekularnych markerów obrazowania do przedoperacyjnej oceny skuteczności leczenia i pomoc w różnicowaniu łagodnych i złośliwych guzków płucnych jest kluczowym kierunkiem naukowym dla naszego zespołu badawczego.

W ostatnich latach obrazowanie molekularne było coraz częściej stosowane w diagnostyce i leczeniu raka, przy czym obrazowanie molekularne PET wyłoniło się jako kluczowe narzędzie w zarządzaniu rakiem płuca. Poprzez wykorzystanie elementów docelowych sond molekularnych do precyzyjnego wiązania się z biomarkerami nowotworowymi, w połączeniu z promieniowaniem emitowanym przez radionuklidy podczas rozpadu, możliwe jest osiągnięcie dokładnego wykrywania zmian i nieinwazyjnego monitorowania. To podejście daje nadzieję na przezwyciężenie długotrwałych wyzwań w konwencjonalnym obrazowaniu PET dla kompleksowego leczenia raka płuca, takich jak wysoki wskaźnik wyników fałszywie dodatnich.

Wysokowymiarowe technologie multi-omics integrują dane z genomiki, transkryptomiki, proteomiki i innych poziomów. Poprzez zastosowanie transkryptomiki i proteomiki, białka nadmiernie eksprymowane w tkankach raka płuca mogą być identyfikowane na poziomie tkankowym, podczas gdy transkryptomika przestrzenna i transkryptomika pojedynczych komórek mogą weryfikować lokalizację komórkową białek docelowych. Podejścia multi-omics umożliwiają systematyczne badanie kluczowych celów molekularnych w raku płuca, zapewniając niezawodną ścieżkę dla precyzyjnego odkrywania celów. Wykorzystując wcześniej ustaloną dużą chińską kohortę multi-omics raka płuca, w połączeniu z analizą bioinformatyczną oraz walidacją biologii molekularnej in vitro i in vivo, badacze zidentyfikowali CDH3 jako powierzchniowy biomarker dla niedrobnokomórkowego raka płuca.

Kadheryna-3 (CDH3) jest glikoproteiną, której nieprawidłowo wysoka ekspresja w niedrobnokomórkowym raku płuca jest ściśle związana ze złym rokowaniem, wzmocnioną proliferacją i migracją guza oraz tworzeniem się immunosupresyjnego mikrośrodowiska. CDH3 wyłoniła się jako obiecujący nowy cel terapeutyczny dla raka płuca. Obecnie rozwój leków ukierunkowanych na CDH3 koncentruje się głównie na koniugatach przeciwciał z lekami (ADC). W badaniu z udziałem pięciu pacjentów z zaawansowanym NDRP z mutacjami EGFR, te leki osiągnęły obiektywną odpowiedź tak wysoką jak 80%. Poprzez wielowymiarowe obrazowanie przesiewowe celów, CDH3 został zidentyfikowany jako potencjalny cel obrazowania ze względu na swoją specyficzną wysoką ekspresję na powierzchni komórek raka płuca.

Wspierani przez kluczowy projekt Narodowej Fundacji Nauk Przyrodniczych Chin, nasz zespół wcześniej opracował molekularną sondę ukierunkowaną na CDH3, TOI-1, z niezależnymi prawami własności intelektualnej i złożył wniosek o patent (opublikowany pod numerem publikacji CN121426959A). Ta sonda wykazała doskonałą czułość i specyficzność w przedklinicznych modelach zwierzęcych. Badacze współpracują obecnie z Katedrą Medycyny Nuklearnej w naszym szpitalu, aby przeprowadzić eksploracyjne badanie kliniczne nad molekularną sondą PET 68Ga-TOI-1. Obrazowanie 68Ga-TOI-1 PET/CT ma pomóc w określeniu łagodnej lub złośliwej natury guzów i ich zakresu zaangażowania, umożliwić lokalizację i diagnostykę jakościową guza, ułatwić wczesną diagnozę i restaging nawracających guzów oraz dostarczyć naukowych dowodów dla stopniowania choroby, oceny aktywności choroby, planowania leczenia i oceny rokowania.