Was ist FAPI PET? Auf Krebszellen ausgerichtete Bildgebung der neuen Generation

Was ist FAPI PET?

FAPI PET ist eine onkologische Bildgebung der neuen Generation, die zur Erkennung von Krebszellen auf das Fibroblastenaktivierungsprotein (FAP) abzielt.

Das Fibroblastenaktivierungsprotein (FAP) ist ein Molekül, das in krebsassoziierten Fibroblasten übermäßig produziert wird. Radioaktive FAP-Inhibitoren (FAPI), die auf diese Moleküle abzielen, werden als PET-Tracer verwendet. Dadurch lassen sich Tumoren nahezu auf zellulärer Ebene darstellen.

Erläuterung der Abbildung: Der als radioaktiver Marker entwickelte FAPI wird nach intravenöser Verabreichung an den Patienten von in der Tumormikroumgebung in großer Dichte vorkommenden krebsassoziierten Fibroblasten aufgenommen. Dadurch wird die Darstellung des Tumors möglich.

Das Fibroblastenaktivierungsprotein (FAP) ist in manchen Tumoren in großer Menge vorhanden. Insbesondere Brust-, Dickdarm- und Bauchspeicheldrüsenkrebs weisen eine ausgeprägte und dichte Tumormikroumgebung auf. Das bedeutet, dass 90 % der gesamten Tumormasse aus stromalen Zellen, also nicht krebsartigem Bindegewebe, bestehen können.

Bindegewebszellen namens Fibroblasten kommen zwar überall im Körper vor, doch krebsassoziierte Fibroblasten befinden sich in der Tumormikroumgebung und unterscheiden sich von normalen Fibroblasten des Körpers dadurch, dass sie FAP absondern. Ausgehend von dieser wissenschaftlichen Entdeckung wurden FAP-Inhibitoren (FAPI) bereits als Krebsmedikamente entwickelt.

Dieser FAP-spezifische Inhibitor (Hemmstoff) ist ein auf Chinolinbasis entwickeltes Molekül. Durch die gezielte Bindung an FAP-produzierende krebsassoziierte Fibroblasten wurde er als sehr vielversprechender Marker für die onkologische Bildgebung bewertet.

Es wird angenommen, dass FAPI nicht nur zur Bildgebung, sondern auch als therapeutische Wirkstoffe eingesetzt werden können.

Die wichtigste Voraussetzung für eine gute Krebsbehandlung ist eine möglichst gute Darstellung des Krebses

Mit herkömmlichen Röntgenaufnahmen, die wir in der Medizin als X-Ray bezeichnen, lassen sich Tumoren nicht darstellen, bevor sie eine beträchtliche Größe erreicht haben, beispielsweise 3-5 cm. Mit der Einführung der Computertomographie (BT) und anschließend der Magnetresonanztomographie (MRG) in die Medizin wurde es möglich, kleinere Tumoren zu erkennen, beispielsweise von 1 cm oder sogar 0,5 cm. Aufbauend darauf konnten wir mit Fusionsbildgebungen, also kombinierten Verfahren wie PET-BT und PET-MR, sowohl die Größe von Tumoren als auch ihre metabolische Aktivität bestimmen, also anatomische und funktionelle Bildgebung verbinden. In dieser Form gehören PET-Untersuchungen zu den fortschrittlichsten onkologischen Bildgebungsverfahren.

Bemühungen um eine weitere Verbesserung der Krebsbildgebung mit PET

PET (Positronen-Emissions-Tomographie) ist eine Form der nuklearen Bildgebung, die auf molekulare Ziele ausgerichtet ist. Bei einer PET-Aufnahme werden bestimmte von Körperzellen verwendete Moleküle angesteuert. Beispielsweise verbrauchen alle Zellen Glukose (Zucker); da Krebszellen einen schnelleren Stoffwechsel haben, verwenden sie auch mehr Zucker. Bei der am häufigsten eingesetzten FDG PET-BT werden nuklear markierte, also radioaktive Zuckermoleküle verwendet. Dadurch werden Zellen sichtbar, die mehr Zucker verbrauchen. Heute liefert uns FDG PET-BT bei der Diagnose und Behandlung vieler Krebsarten sehr wertvolle Informationen und Orientierung. Allerdings weist auch die FDG-PET-Bildgebung gewisse Schwächen auf.

Bei FDG PET wird in Organen mit hohem Glukoseverbrauch wie Gehirn, Herz und Leber eine physiologische, also natürliche Aktivitätsaufnahme beobachtet. Deshalb wurde nach neuen molekularen Zielen gesucht, um Krebszellen besser von normalen Zellen zu unterscheiden.

Bei FAPI PET wird dagegen zur gezielten Darstellung von Krebszellen anstelle radioaktiv markierten Zuckers FAPI eingesetzt, das auf das von krebsassoziierten Fibroblasten produzierte FAP abzielt.

Im Folgenden sind die Unterschiede zwischen FDG PET und FAPI PET dargestellt:

Erläuterung der Abbildung: FAPI PET kann besonders bei Krebsarten nützlich sein, bei denen die klassische FDG PET unzureichend ist. Oben wird beispielsweise gezeigt, dass bei manchen Krebsarten mit ausgeprägter Tumormikroumgebung die Tumoren mit FAPI PET besser dargestellt werden. Wie oben zu sehen ist, bietet FAPI PET bei Magen-, Bauchspeicheldrüsen-, Leber- und Eierstockkrebs eine wesentlich bessere Darstellung.

Für eine FAPI-PET-Untersuchung muss man im Gegensatz zur FDG PET nicht nüchtern bleiben. Auch die vor FDG PET bei Menschen mit Diabetes erforderlichen Anpassungen des Blutzuckers sind für FAPI PET nicht notwendig. Während vor einer FDG-PET-Aufnahme nach der Injektion 60 Minuten gewartet werden muss, ist die Bildgebung mit FAPI PET bereits ab der zehnten Minute möglich.

Nicht nur Bildgebung, sondern auch Behandlung: Theranostik

Das wichtigste Merkmal von FAPI besteht darin, ein theranostischer, also sowohl diagnostischer als auch therapeutischer Wirkstoff zu sein. Mit 68Ga synthetisiertes FAPI ermöglicht PET-Bildgebung (68Ga-FAPI PET/CT). Durch Synthese mit Radioisotopen mit therapeutischen Eigenschaften wie 90Y (Yttrium) und 177Lu (Lutetium) kann es außerdem für eine nuklearmedizinische Behandlung eingesetzt werden (90Y-FAPI, 177Lu-FAPI).