Son yıllarda, tümör mikroçevresinin (TME) hedef alınması, tanı ve tedavi uygulamalarında büyük ilgi görmüştür1. TME içindeki hücre tiplerinin, sinyal moleküllerinin ve hücre dışı matris (ECM) makromoleküllerinin bolluğu, çok çeşitli potansiyel moleküler hedefler sunar2. Yerleşik ve sızan konakçı hücreler arasında, kanserle ilişkili fibroblastlar (CAF'ler), normal fibroblastlardan fenotipik olarak farklı olan TME içinde farklı bir fibroblast alt kümesi oluşturur. CAF'ler, benzersiz hücresel ve moleküler özellikler sayesinde tümör ilerlemesi, metastazı, immün kaçış ve tedavi direncinde çok önemli roller oynar3. Bu mezenkimal hücreler, fibroblast aktivasyon proteininin (FAP) ekspresyonu ile işaretlenmiş aktive edilmiş bir fenotip sergiler. Moleküler olarak, CAF'ler karmaşık bir dizi sitokin, kemokin, büyüme faktörü (örneğin, TGF-β, IL-6 ve CXCL12) ve ECM proteinleri (örneğin, kollajen, fibronektin), ECM'yi yeniden şekillendiren ve pro-tümörjenik bir ortamı teşvik eden4.
CAF zarının hücre dışı yüzeyinde aşırı eksprese edilen ve lokalize olan oldukça spesifik bir protein olan FAP, özellikle nükleer tıp ve radyofarmasötik uygulamalar için güvenilir bir moleküler hedefin tüm özelliklerini gösterir5. Bu bağlamda, bir DOTA grubu ile işlevselleştirilen FAP'ın kinolin bazlı küçük moleküllü inhibitörleri (FAPI) geliştirilmiş ve hızlı bir şekilde klinik kullanıma sunulmuştur 6,7,8. Spesifik olarak, pozitron emisyon tomografisi (PET) görüntüleme için FAPI-04 ve FAPI-46, galyum-68 (β+ yayıcı, t1/2 = 68 dakika) ile radyoaktif olarak işaretlenmiştirfibrotik hastalıklar, kardiyoloji ve onkoloji 8,9, özellikle [18 F]florodeoksiglukozun ([18F]FDG) sınırlı faydaya sahip olduğu kanserler için10. Bununla birlikte, onkoloji ve malign olmayan hastalıkların görüntülenmesine katkıları yadsınamaz olsa da, küçük moleküllü FAPI'ler, özellikle sağlıklı dokunun istenmeyen ışınlanmasına yol açabilen suboptimal intratümöral kalma süreleri nedeniyle, hedefe yönelik radyonüklid tedavi (TRT) uygulamaları için belirli sınırlamalar sergilemektedir11. Bu sorunu ele almak için, çok değerlikli ligandların 11,12 tasarımı veya kısa yarı ömürlere sahip terapötik radyonüklidlerinkullanımı 13,14,15 gibi çeşitli stratejiler araştırılmıştır. FAP için yüksek afiniteye sahip ve yüksek oranda hücre içselleştirmesini tetikleyen yeni moleküler iskeleler de geliştirilmiştir.
Bunlardan biri psödopeptit türevi FAP-2286'dır. Siklize edilmiş ve bir 1,3,5-benzentrimetatiol parçası16 ile bir DOTA şelatörüne bağlanmış bir 7-amino asit dizisi içerir. İnsanlarda yapılan ilk bir çalışma, [68Ga]Ga-FAP-2286'nın [68Ga]Ga-FAPI-46'ya benzer bir biyodağılım profili sergilediğini ve karaciğer, böbrekler ve kalpte biraz daha yüksek fizyolojik alım olduğunu gösterdi17. Bu çalışmada, başta boyun, karaciğer, mide, pankreas, yumurtalık ve yemek borusu kanserleri olan 64 hastaya, kanser evrelemesi veya nüksün tespiti için [68Ga]Ga-FAP-2286 ile PET görüntüleme uygulandı: [68Ga]Ga-FAP-2286 alımı, primer tümörlerde, lenf nodu metastazlarında ve uzak metastazlarda [18F]FDG'den önemli ölçüde daha yüksekti, bu da görüntü kontrastını ve lezyon tespit edilebilirliğini artırdı. Tüm primer tümörler [68Ga]Ga-FAP-2286 PET/BT ile görülebilirken, [18F]FDG PET/BT lezyonların neredeyse 'sini kaçırdı. İlgili lenf nodları için, tespit oranları [68Ga] Ga-FAP-2286 ile ve ayrıca kemik ve viseral metastazlar için daha yüksekti. Çeşitli kanser hastalıkları olan 21 hastadan oluşan daha küçük bir grupta yapılan bir başka çalışmada, [68Ga]Ga-FAP-228618'in tanısal etkinliğini yansıtan bu görüntüleme ajanının mükemmel duyarlılığı da gösterilmiştir. Daha spesifik çalışmalar, ürotelyal veya akciğer kanseri gibi tek bir kanser türüne odaklanmış ve klinik moleküler görüntüleme için [68Ga]Ga-FAP-2286'nın yüksek potansiyelini bir kez daha vurgulamıştır 4,5. Tedavi ile ilgili olarak, bir ön çalışma, çeşitli progresif, metastatik kanserleri olan 11 hastada lutesyum-177 (β-yayıcı, t1/2 = 6.7 d) ile radyoaktif işaretli FAP-2286'nın kullanımını araştırdı19. Çoğu hastaya 8 hafta arayla iki tedavi döngüsü verildi ve döngü başına ortalama uygulanan doz 5.8 ± 2.0 GBq [177Lu]Lu-FAP-2286 idi. İlaç, kemik metastazlarında yaklaşık 44 saatlik etkili bir yarılanma ömrü ile uzun süreli intratümöral retansiyon gösterdi. Kabul edilebilir yan etkiler göz önüne alındığında, bu bulgular daha büyük ölçekli klinik çalışmaların yolunu açtı: [177Lu]Lu-FAP-2286'nın güvenliği ve etkinliği şu anda Novartis (NCT04939610)7,8 tarafından desteklenen faz 1/2 LuMIERE klinik çalışmasında değerlendirilmektedir. Literatürdedaha küçük ölçekli araştırma protokolleri belgelenmiştir 9,20 ve bu TRT'nin etkinliğini ve mükemmel tolere edilebilirliğini gösteren çok sayıda vaka raporu 21,22,23,24,25,26 yayınlanmıştır.
FAP-2286 üzerinde yapılan minimal yapı değişiklikleri, optimize edilmiş analog 3BP-3940'a yol açtı (Şekil 1)27. Bu vektör molekülü ile ilgili bilimsel literatür sınırlı kalmakla birlikte, hem görüntüleme hem de terapötik uygulamalar için erken çalışmalar yapılmıştır. Bir ön rapor, çeşitli son dönem metastatik karsinomları olan 18 hastada [68Ga]Ga-3BP-3940'ın kullanımını açıklar ve bu radyofarmasötikin uygun bir PET görüntüleme ajanı olduğu sonucuna varır, mükemmel tümör-arka plan oranını ve çok düşük böbrek alımını vurgular28. Başka bir çalışmada, karaciğer metastazı olan tek bir pankreas kanseri hastası, PET görüntüleme için 150 MBq [68Ga]Ga-3BP-3940 aldı ve bu da primer tümör ve metastatik lezyonlarda yoğun tutulum gösterdi29. Aynı hasta daha sonra TRT için tek doz 9.7 GBq [177Lu]Lu-3BP-3940 aldı. Tedavi, yaşamsal belirtilerde veya biyolojik parametrelerde önemli bir değişiklik olmaksızın iyi tolere edildi. Farklı bir çalışma, 3BP-3940 kullanılarak teranostik bir yaklaşımın ilk insan sonuçlarını sundu: hastalar [68Ga] Ga-3BP-3940 PET görüntüleme ile seçildi ve daha sonra farklı izotoplarla (177Lu, 90Y veya 225Ac) etiketlenmiş 3BP-3940 aldı, tek başına veya tandem kombinasyonlarda (ör., 177Lu + 225Ac) 1-5 tedavi döngüsünde30. Sonuçlar arasında bir tam remisyon, dört kısmi remisyon, üç stabil hastalık ve 12 hastalık ilerlemesi vardı. Kohortun (n = 28) medyan genel sağkalımı TRT'nin başlangıcından itibaren 9 aydı.

Şekil 1: [68Ga]Ga-3BP-3940'ın kimyasal yapısı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
FAP-2286 ve 3BP-3940 gibi deneysel radyofarmasötikler için 68Ga radyoetiketleme işlemi genellikle hazırlama adımını otomatikleştirmek için bir sentez modülü içerir. Özellikle, metot otomasyonu, proses sağlamlığını ve GMP uyumluluğunu sağlar ve manuel hazırlama yöntemlerine kıyasla operatörün radyasyona maruz kalmasını en aza indirir 31,32,33. Çoğu durumda, böyle bir protokol, ilgili deneysel radyofarmasötik34'ü üretmek için bir merkeze yetki vermeden önce, bir araştırma tıbbi ürün dosyasının (IMPD) bir parçası olarak düzenleyici makamlar tarafından beklenir. Bugüne kadar, anti-FAP psödopeptitlerinin otomatik 68Ga radyo-işaretlemesi hakkında çok az ayrıntılı bilgi literatürdemevcuttur 29,35,36,37,38. Ayrıca, rapor edilen veriler genellikle yalnızca belirli bir sentezleyici modeli için geçerlidir. Kullanılan 68Ga jeneratör tipi, ticari olarak mevcut farklı çözümler, otomatik radyoetiketleme koşulları üzerinde doğrudan bir etkiye sahip olabilen HCl'de (genellikle 0,1 M) belirli hacimlerde 68Ga3+ elüat ile karakterize edildiğinden, belirli özgüllükler de getirebilir.
Bu bağlamda, GAIA V2 sentez modülünü kullanarak 68Ga ile psödopeptid 3BP-3940'ın hızlı ve verimli otomatik radyo-etiketlemesi için ayrıntılı bir protokol sunuyoruz. Bu sentezleyici, sıvı akışını kontrol etmek için peristaltik bir pompaya bağlı, her biri beş manifolddan oluşan üç rampadan oluşan bir boru setinin kullanımına dayanır. Ayrıca, reaksiyon ortamı ısıtması için bir flakon fırınına, birkaç radyoaktivite probuna ve sistem içindeki bu parametreleri izlemek için bir basınç sensörüne sahiptir. Diğer bazı modeller kadar yaygın olmasa da, bu otomat merkezimizde rutin olarak kullanılmakta ve giderek artan sayıdatesise kurulmaktadır 31,39,40,41,42,43,44. Bu çalışmada 68Ga elüat ön saflaştırılmadan bir GALLIAD 68 Ge/68Ga jeneratörü kullanılmıştır. Bu yöntem, [68Ga]Ga-3BP-3940 üretimi için sağlam, hızlı ve kullanışlı bir çözüm sunmak üzere tasarlanmıştır ve ayrıca radyoetiketleme sırasında operatörler için radyasyon korumasını optimize eder. Bu aynı zamanda, bu spesifik sentezleyici modelinde ve bu kadar ayrıntılı olarak rapor edilen bu radyofarmasötik için ilk hazırlık protokolüdür.