Imagem molecular FAPI para diagnóstico do subtipo de câncer colorretal desfavorável CMS4 (FoCus)

O CCR é o terceiro cancro mais comum em todo o mundo e é responsável por cerca de 14.000 novos diagnósticos e cerca de 5.000 mortes anualmente nos Países Baixos (1,9 milhões e 935 mil a nível global). O CCR é uma doença heterogênea em termos de prognóstico, resposta terapêutica e biologia tumoral subjacente. O perfil transcricional em larga escala de tumores primários de CRC revelou a presença de quatro subtipos moleculares de consenso distintos (CMSs), que é atualmente o sistema de classificação molecular mais robusto para CRC. Este sistema de classificação mostra associações importantes com variáveis ​​clínicas, como localização do tumor primário, grau histopatológico e prognóstico. O CMS4 é responsável por aproximadamente 25% de todos os pacientes com CCR em estágio inicial e é mais prevalente em estágios avançados da doença (~40% no estágio IV). Além disso, o subtipo CMS4 é caracterizado por um mau prognóstico (por ex. taxa de risco de sobrevivência livre de recidiva (HR) de ~1,75 em comparação com outros subtipos), especialmente no CCR inicial, e pode beneficiar menos de regimes de tratamento sistémico padrão (muitas vezes baseados em oxaliplatina). Curiosamente, o CMS4 CRC parece beneficiar mais dos regimes de quimioterapia baseados em irinotecano. Isto é relevante porque no cenário metastático muitas vezes o regime de terapia sistémica de primeira linha de primeira escolha é a oxaliplatina e não um regime à base de irinotecano. Além disso, as células tumorais podem adquirir um fenótipo CMS4 após exposição à quimioterapia (à base de fluoropirimidina), o que pode contribuir para a resistência à terapia. Até o momento, nenhuma terapia eficaz direcionada ao CMS4 está disponível para uso clínico, embora esta seja uma área ativa de pesquisa. Por exemplo, foi recentemente demonstrado no cancro do cólon primário que o imatinib pode ter valor como medicamento de troca de CMS (CMS4 para CMS2), caracterizado por alterações na expressão genética associadas a uma melhor sobrevivência. Além disso, o estudo MoTriColor está investigando um inibidor do receptor TGF-β (galunisertib) em combinação com capecitabina em pacientes com CCR avançado resistente à quimioterapia com uma assinatura de fator de crescimento transformador beta ativado (TGF-β), que é tipicamente ativado no subtipo CMS4 CRC (NCT04031872). Finalmente, como mencionado anteriormente, os pacientes com CCR com uma carga elevada de CMS4 poderiam beneficiar mais de um regime de tratamento à base de irinotecano em comparação com um regime de tratamento à base de oxaliplatina.

As assinaturas genéticas reguladas positivamente nos tumores CMS4 são genes relacionados à sinalização do TGF-β, transição epitelial para mesenquimal e invasão estromal para a qual os CAFs contribuem. Na última década, o efeito do estroma tumoral na biologia tumoral foi estudado extensivamente. A célula mais proeminente no estroma tumoral é o CAF. Um dos marcadores de superfície celular que distinguem os CAFs dos fibroblastos normais é a FAP.

A FAP é expressa durante a embriogênese e a cicatrização de feridas. Em tecidos adultos saudáveis ​​quase não há expressão de FAP. No entanto, a FAP é superexpressa em CAFs no estroma tumoral de muitos tumores sólidos diferentes. Permite a migração de células tumorais através da remodelação da matriz extracelular e foi descrito como pró-angiogênico e imunossupressor no microambiente tumoral. A alta expressão de FAP está associada a uma pior sobrevida global em muitos cânceres epiteliais, incluindo o CCR. A alta expressão de FAP com base na IHQ de amostras de tumores primários de CCR está associada a uma sobrevida pobre (HR: 1,72, IC 95%: 1,58-9,48, p = 0,009).

Em 2018, foram publicados os primeiros dados clínicos de um novo radiotraçador direcionado à PAF. Este radiotraçador, [68Ga]-FAPI, é baseado em um inibidor de FAP de molécula pequena de quinolina: FAPI. Nos últimos cinco anos, foram publicados dados de imagem FAPI de mais de 3.000 pacientes com câncer com muitos tipos diferentes de câncer. Além disso, várias publicações relataram radioligantes direcionados à FAP usados ​​como terapia de último recurso com ítrio-90, lutécio-177 ([177Lu]) ou samário-153, com alguns pacientes apresentando doença estável por vários meses. Um primeiro ensaio de fase I investigando [177Lu] -DOTA-FAPI está atualmente recrutando (NCT04849247). Além disso, outro grupo conduziu recentemente vários estudos inéditos em humanos com inibidores de FAP radiomarcados com [177Lu], mostrando ainda o potencial da terapia teranóstica usando compostos FAPI.

Embora os dados ainda sejam escassos, três estudos relacionaram a captação de FAPI pelo tumor com a expressão de FAP por IHC, e todos mostraram uma correlação positiva significativa (r = 0,43-0,94). Um estudo comparou essa correlação entre tecidos obtidos por ressecção ou biópsia e descobriu que a correlação era mais forte após a ressecção. Isto mostra que o método de amostragem é importante devido à expressão heterogênea de FAP dentro de um tumor.

Uma baixa atividade de fundo e alta captação tumoral de FAPI resultam em um delineamento tumoral excepcionalmente claro, premiando o [68Ga]-FAPI PET com a Sociedade de Medicina Nuclear e Imagem de Imagem Molecular do Ano em 2019. Até agora, foram publicados dados de [68Ga]-FAPI PET de 68 pacientes com CCR (metastático). Os valores de captação foram elevados no CCR primário e metastático, com captação de base muito baixa, incluindo no fígado normal (ver também secção 4.1b para mais informações). Além disso, há uma grande variação na absorção de FAPI no CRC (por ex. Desvio padrão de SUVmax de 3,6 nas metástases hepáticas de CRC), indicando que a variação da expressão de FAP pode ser visualizada.

O desenvolvimento de estratégias terapêuticas direcionadas ao CMS4 para este subtipo desfavorável de CRC requer um teste diagnóstico robusto e clinicamente aplicável para avaliação quantitativa abrangente do status do CMS4 de todas as lesões - primárias e metastáticas - em pacientes com câncer individuais. Um classificador de 273 genes baseado no sequenciamento de RNA de biópsias tumorais é o padrão de referência atual para diagnosticar CMS4, mas testes alternativos foram desenvolvidos. Todos esses testes requerem amostras de tumor e a interpretação é complicada devido à heterogeneidade intra e interlesão do status do CMS. Por exemplo, usando um desses testes, descobrimos que 55% dos 20 tumores primários de CRC estudados mostraram regiões tumorais positivas e negativas para CMS4, e o status de CMS4 pode diferir substancialmente entre locais de tumor primário e metastático no mesmo paciente. Além disso, mostramos que biópsias tumorais multirregionais durante a colonoscopia para selecionar prospectivamente pacientes com CCR CMS4 para estudar o potencial do imatinibe como um tratamento específico para CMS4 em um estudo de janela de prova de conceito pré-operatório confirmou - novamente - extensa extensão intratumoral Heterogeneidade CMS4.

Além dessa heterogeneidade espacial do CMS4, o CMS4 também pode apresentar heterogeneidade temporal durante a quimioterapia, como mostramos em 129 CCRs primários e metástases hepáticas pareadas, onde a quimioterapia neoadjuvante foi um fator de risco independente para o subtipo CMS4. Uma observação que poderíamos corroborar por trabalho experimental em organoides de CRC derivados de pacientes: a exposição de tais organoides a seis ciclos curtos de 5-fluorouracil in vitro induziu uma assinatura genética semelhante a mesenquimal (CMS4). Esta assinatura foi relacionada ao mau prognóstico em um grande conjunto de pacientes com CCR com dados de expressão genética disponíveis publicamente.

Protocolos extensivos de biópsia de tecido poderiam resolver esse problema de heterogeneidade do CMS para permitir um diagnóstico preciso do CMS4, mas são desafiadores na prática clínica de rotina e onerosos para os pacientes. Uma alternativa promissora para um teste de diagnóstico de CMS4 seria usar um radiotraçador que permitisse a avaliação quantitativa de CMS4 in vivo por imagem molecular de corpo inteiro. Esta modalidade de imagem é particularmente adequada para avaliar biomarcadores com expressão heterogênea: para fins de diagnóstico, como diagnóstico complementar para terapias (direcionadas) ou como parte de uma estratégia 'teranóstica' onde a seleção do paciente usando o radiotraçador diagnóstico é seguida pelo tratamento com o mesmo marcador marcado para um composto terapêutico. A FAP é um excelente candidato a alvo de imagem molecular para CMS4, pois é altamente expressa em CAFs que estão abundantemente presentes neste subtipo de CRC. De fato, descobrimos que a expressão do gene FAP medida em biópsias tumorais - como um marcador único - discrimina com precisão o CMS4 de outros subtipos de CCR (AUROC: 0,91; IC 95%: 0,90-0,93). Além disso, a reanálise dos dados publicados mostrou marcada heterogeneidade na captação de [68Ga] -FAPI dentro e entre 15 pacientes com CCR e locais de tumor, confirmando o valor potencial deste traçador para diagnosticar CMS4 CRC.

No estudo FoCus, damos o próximo passo ao relacionar a expressão da proteína FAP avaliada in vivo por [18F] -ALF-FAPI-74 PET/CT com o status de CMS4. Anteriormente, ganhamos experiência com imagens [68Ga]-FAPI-46 ao introduzi-las clinicamente na Holanda em abril de 2021 - como o primeiro grupo - em colaboração com a SOFIE iTheranostics (a detentora da licença global de rastreadores FAPI). Até setembro de 2023, obtivemos imagens de 20 pacientes com câncer com dilema diagnóstico, para os quais o exame contribuiu significativamente em todos. Nenhum dos pacientes apresentou quaisquer efeitos adversos e - como esperado da literatura - as proporções entre tumor e histórico foram excelentes. A imagem com flúor-18 ([18F]) é superior ao gálio-68 ([68Ga]) no que diz respeito à qualidade da imagem, contraste, harmonização e acessibilidade para uso rotineiro. Por estas razões, avançaremos para o FoCus com [18F]-ALF-FAPI-74, produzido pela Cyclotron Noordwest BV em colaboração com a SOFIE iTheranostics.

Estudaremos a relação entre [18F] -ALF-FAPI-74 PET/CT e o status de CMS4 em nível de lesão tumoral, especificamente em pacientes elegíveis para metastatectomia hepática CRC, pois 1) CMS4 é mais prevalente na doença em estágio IV, melhorando assim a estatística eficiência em comparação com estágios inferiores de CRC; 2) os pacientes geralmente apresentam múltiplas metástases hepáticas e, se a doença for sincrônica, também um tumor primário que será removido cirurgicamente, melhorando ainda mais o tamanho efetivo da amostra no nível da lesão e também permitindo a avaliação da heterogeneidade dentro do paciente. Esta população de pacientes é, portanto, ideal para uma prova de conceito. No entanto, os resultados relativos ao valor diagnóstico de [18F] -ALF-FAPI-74 PET/CT para o status CMS4 no nível da lesão obtido deste subgrupo específico de pacientes com CCR podem generalizar e, portanto, ser clinicamente relevantes para outros estágios e manifestações da doença do CCR.

Se o FoCus mostrar que [18F]-ALF-FAPI-74 PET/CT é de fato um teste diagnóstico robusto para avaliar a carga de CMS4 em pacientes com CCR metastático, prevemos sua aplicação subsequente como biomarcador integral para seleção de pacientes - sem a necessidade de extensa amostragem de tecido - em estudos clínicos para desenvolver e avaliar estratégias de tratamento direcionadas ao subtipo CMS4 para CCR (metastático). Isto inclui estratégias teranósticas em que o próprio FAPI serve como porção de direcionamento para compostos terapêuticos. Esses esforços poderiam, em última análise, levar a melhores estratégias personalizadas de tratamento do CMS4, aos resultados dos pacientes e à qualidade de vida dos pacientes com CCR.