BiFAPI: Il Nuovo Agente Segreto Radioattivo che Scova (e Forse Cura) i Tumori!

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante nel mondo della ricerca oncologica, un campo dove ogni piccolo passo avanti può fare un’enorme differenza. Parleremo di come stiamo cercando nuovi modi per “vedere” e, potenzialmente, trattare i tumori in modo più efficace, concentrandoci su un bersaglio molecolare molto interessante: la Proteina di Attivazione dei Fibroblasti, o FAP.

Il Microambiente Tumorale: Un Ecosistema Complesso

Immaginate il cancro non solo come un ammasso di cellule impazzite, ma come un vero e proprio ecosistema, il cosiddetto microambiente tumorale. In questo ambiente vivono diversi tipi di cellule, non solo quelle cancerose. Tra i protagonisti ci sono i fibroblasti associati al cancro (CAF), cellule che, pur non essendo tumorali di per sé, giocano un ruolo fondamentale nel sostenere la crescita del tumore, aiutarlo a sfuggire al sistema immunitario e a diventare invasivo. Pensate che in molti tipi di cancro, i CAF possono costituire una parte significativa della massa tumorale!

FAP: Un Bersaglio Promettente

La cosa interessante è che questi CAF esprimono sulla loro superficie una proteina particolare, la FAP, appunto. La FAP è una specie di “marchio di fabbrica” dei CAF: è presente in oltre il 90% dei tumori epiteliali, mentre è quasi assente nei tessuti sani. Questa sua specificità la rende un bersaglio ideale sia per la diagnosi (per “vedere” dove si nasconde il tumore) sia per la terapia (per colpire selettivamente le cellule che lo aiutano). Non solo, la presenza di CAF positivi per la FAP è spesso associata a una prognosi peggiore. Capite bene, quindi, perché puntare alla FAP sia diventata una strategia così attraente.

La Sfida dei Traccianti Attuali

Negli ultimi anni, sono stati sviluppati diversi “traccianti” radioattivi che si legano alla FAP. Questi radioligandi, come il famoso FAPI-04 o il più recente FAP-2286, vengono marcati con isotopi radioattivi (come il Gallio-68) e iniettati nel paziente. Grazie a tecniche come la PET (Tomografia a Emissione di Positroni), possiamo seguire il loro percorso e vedere dove si accumulano, rivelando la presenza del tumore. Questi traccianti hanno già dimostrato di essere superiori alla classica [18F]FDG-PET in alcuni tipi di cancro.

Tuttavia, c’è un “ma”. Quando si prova a usare questi stessi traccianti per la terapia (la cosiddetta teranostica, che unisce diagnosi e terapia), marcandoli con isotopi terapeutici come il Lutezio-177, si scontrano con un problema: vengono eliminati troppo rapidamente dal corpo e non rimangono abbastanza a lungo nel tumore per esercitare un effetto terapeutico significativo. C’era bisogno di qualcosa di meglio, qualcosa che si legasse più saldamente e più a lungo.

La Nostra Idea: Nasce BiFAPI!

Qui entriamo in gioco noi, o meglio, la nostra idea. Abbiamo pensato: e se invece di usare una sola “chiave” per legarsi alla FAP, ne usassimo due diverse ma complementari, unite insieme? È il concetto di multivalenza, che spesso in biologia porta a legami più forti e specifici.

Così abbiamo progettato e sintetizzato una nuova molecola, che abbiamo chiamato BiFAPI. È un radioligando eterodimerico. Cosa significa? Che abbiamo preso due strutture diverse, entrambe note per legarsi bene alla FAP (una basata sulla chinolina, simile a FAPI-04, e un peptide ciclico, simile a FAP-2286) e le abbiamo unite usando un “ponte” speciale, un chelante chiamato DOTA. Questo DOTA ha anche il compito di “agganciare” l’isotopo radioattivo, nel nostro caso il Gallio-68 ([68Ga]), per poter usare la molecola per l’imaging PET. L’idea era di creare un agente che combinasse i vantaggi di entrambi i precursori, superando i limiti dei composti monomerici (cioè con una sola “chiave”), come il metabolismo troppo rapido e la scarsa ritenzione nel tumore.

Messo alla Prova: I Test in Laboratorio (In Vitro)

Prima di passare agli studi sugli animali, abbiamo dovuto verificare le caratteristiche del nostro [68Ga]Ga-BiFAPI in laboratorio.

• Purezza e Stabilità: Il primo risultato positivo è stato ottenere una purezza radiochimica elevatissima (superiore al 95%) e constatare che la molecola rimane stabile sia in soluzioni fisiologiche (PBS) che nel siero, anche a 37°C. Ottimo!
• Affinità di Legame: Abbiamo misurato quanto “forte” si lega BiFAPI alla proteina FAP su cellule in coltura (HT1080-hFAP, modificate per esprimere FAP umana). L’affinità (misurata come IC50) è risultata paragonabile a quella dei campioni di riferimento, FAP2286 e FAPI-04. Buono, ma non era qui che ci aspettavamo la vera differenza.
• Assorbimento Cellulare: Ed ecco la sorpresa! Quando abbiamo misurato quanto [68Ga]Ga-BiFAPI veniva assorbito dalle cellule FAP-positive, abbiamo visto un uptake significativamente superiore rispetto a [68Ga]Ga-FAP2286 e [68Ga]Ga-FAPI-04. Non solo: l’assorbimento era specifico, perché aggiungendo un inibitore della FAP (UAMC1110), l’uptake crollava, e nelle cellule che non esprimevano FAP (HT1080 normali), l’assorbimento era trascurabile.
• Internalizzazione ed Efflusso: Ancora più interessante, [68Ga]Ga-BiFAPI entrava nelle cellule molto più rapidamente (internalizzazione) e ne usciva molto più lentamente (efflusso) rispetto agli altri due traccianti. Questo è fondamentale: significa che una volta entrato nel tumore, il nostro BiFAPI tende a rimanerci più a lungo!

Questi risultati in vitro erano davvero incoraggianti e ci hanno spinto a passare alla fase successiva.

La Prova del Nove: Gli Studi su Modelli Animali (In Vivo)

Abbiamo quindi utilizzato topi di laboratorio a cui erano stati impiantati due tipi di tumore: uno che esprimeva molta FAP (FTC-133, un cancro della tiroide) e uno che non ne esprimeva (HT-1080, un fibrosarcoma). Abbiamo iniettato loro i nostri traccianti marcati con Gallio-68 e li abbiamo osservati con una micro-PET/CT.

I risultati sono stati chiari:

• Imaging Dinamico: L’imaging PET dinamico ha mostrato che [68Ga]Ga-BiFAPI si accumulava rapidamente e in modo persistente nel tumore FAP-positivo (FTC-133), raggiungendo un picco notevole, mentre nel tumore FAP-negativo (HT-1080) l’accumulo era minimo. Questo conferma la specificità anche in vivo.
• Confronto Diretto: Confrontando le immagini PET ottenute 1 ora dopo l’iniezione, l’accumulo di [68Ga]Ga-BiFAPI nel tumore FTC-133 era nettamente superiore a quello ottenuto con [68Ga]Ga-FAP2286 e [68Ga]Ga-FAPI-04. Parliamo di valori percentuali di dose iniettata per grammo (%ID/g) significativamente più alti (P<0.0001)!
• Studio di Blocco: Per essere sicuri al 100% che l’accumulo fosse dovuto al legame con la FAP, abbiamo fatto un esperimento “di blocco”: abbiamo iniettato [68Ga]Ga-BiFAPI insieme a una grande quantità di un inibitore della FAP non radioattivo (FAPI-04). Come previsto, l’accumulo nel tumore è crollato drasticamente, confermando la specificità del nostro tracciante.
• Biodistribuzione: Abbiamo anche analizzato la distribuzione del tracciante nei vari organi a diversi tempi. Questi studi hanno confermato l’elevato uptake tumorale di [68Ga]Ga-BiFAPI, che raggiungeva il picco a 30 minuti e si manteneva alto. Il rapporto tra la concentrazione nel tumore e quella nel sangue aumentava nel tempo, indicando una buona clearance dal circolo. Tuttavia, abbiamo notato un accumulo più elevato rispetto agli altri traccianti in organi come reni e fegato, suggerendo che la molecola viene eliminata sia per via renale che, in parte, per via epatobiliare. Questo è un aspetto su cui dovremo lavorare per ottimizzare ulteriormente la molecola.

Conferme Finali: Istologia e Autoradiografia

Per chiudere il cerchio, abbiamo prelevato i tumori dai topi e li abbiamo analizzati più in dettaglio. Con tecniche come l’immunoistochimica (IHC) abbiamo “colorato” la FAP sui vetrini, mentre con l’autoradiografia abbiamo visualizzato dove si era accumulata la radioattività del nostro [68Ga]Ga-BiFAPI. I risultati? Le aree con maggiore espressione di FAP corrispondevano perfettamente alle aree con maggiore accumulo di radioattività. Una conferma visiva bellissima dei dati ottenuti con la PET e la biodistribuzione.

Cosa Significa Tutto Questo? Prospettive Future

Allora, cosa ci portiamo a casa da questo studio? Abbiamo sviluppato un nuovo radioligando eterodimerico, [68Ga]Ga-BiFAPI, che sembra mantenere le buone proprietà farmacocinetiche dei traccianti monomerici, ma sfrutta l’effetto della multivalenza per ottenere un uptake tumorale e una ritenzione significativamente migliori rispetto ai predecessori come [68Ga]Ga-FAP2286 e [68Ga]Ga-FAPI-04.

Questo lo rende un candidato estremamente promettente per l’imaging PET dei tumori che esprimono FAP, potenzialmente offrendo immagini più nitide e una diagnosi più accurata. Ma non solo! La sua maggiore ritenzione nel tumore apre scenari interessanti anche per la teranostica. Immaginate di poter marcare BiFAPI non solo con Gallio-68 per la diagnosi, ma anche con isotopi terapeutici (come il Lutezio-177) per irradiare selettivamente il tumore dall’interno.

Certo, la strada è ancora lunga. Dobbiamo ottimizzare la struttura per ridurre l’accumulo non specifico in reni e fegato. Dovremo testare BiFAPI su modelli animali più avanzati (come i PDX, derivati direttamente da tumori umani) e, infine, passare agli studi clinici sull’uomo.

Ma i risultati preclinici sono entusiasmanti. [68Ga]Ga-BiFAPI rappresenta un passo avanti significativo nella ricerca di agenti mirati alla FAP e ci dà una solida base per continuare a lavorare verso diagnosi più precise e, speriamo, terapie più efficaci contro il cancro. È la scienza che avanza, un passo alla volta, con l’obiettivo di fare la differenza. E noi siamo entusiasti di far parte di questo viaggio!

Fonte: Springer