Nueva molécula radiomarcada permite monitoreo no invasivo en tiempo real de inflamación mediante imágenes de PET

Investigadores del Centro de Cáncer MD Anderson de la Universidad de Texas (Houston, TX, EUA) han desarrollado una nueva molécula raiomarcada capaz de reaccionar selectivamente con ciertos radicales de alta energía que son característicos de la actividad inmunológica innata, lo que puede permitir una enfoque para monitorear la inflamación en tiempo real mediante imágenes de tomografía por emisión de positrones (PET). Los investigadores han aprovechado las nuevas técnicas químicas para sintetizar 4-[18F]fluoro-1-naftol ([18F]4FN) como un nuevo indicador de la actividad de la mieloperoxidasa (MPO), una enzima clave activa en la respuesta inmunitaria innata. La molécula puede identificar áreas de inflamación en una variedad de entornos clínicos, como enfermedades inflamatorias, infecciones y efectos secundarios relacionados con la inmunoterapia.

La respuesta inmune innata es la primera línea de defensa del cuerpo contra los patógenos invasores. A diferencia de la respuesta inmunitaria adaptativa, la inmunidad innata no es específica y actúa ampliamente contra infecciones o agentes extraños. La inmunidad innata está impulsada en gran medida por las células mieloides, incluidos los neutrófilos, los macrófagos y las células asesinas naturales (NK). La mieloperoxidasa es una característica muy conservada de la respuesta inmunitaria innata en las células mieloides. Esta enzima proinflamatoria es activada por el peróxido de hidrógeno para producir una variedad de radicales de alta energía que se utilizan para eliminar patógenos.

El equipo de investigación se centró en la actividad de la MPO para desarrollar un indicador redox ajustado específico para la actividad inmunitaria innata. Usando técnicas químicas recientemente desarrolladas, el equipo pudo sintetizar [18F]4FN como una molécula marcada para unirse selectivamente a proteínas y células cercanas cuando [18F]4FN ha sido oxidado por MPO más peróxido de hidrógeno, pero no peróxido de hidrógeno solo. Los investigadores evaluaron los posibles usos de [18F]4FN como herramienta de obtención de imágenes PET in vivo en varios modelos de inflamación de laboratorio. La molécula pudo resaltar con éxito la inflamación del shoque tóxico agudo, la artritis y la dermatitis de contacto, dolencias que se sabe que están mediadas por la activación de la inmunidad innata.

Además, sus resultados sugieren que [18F]4FN es un informador de inflamación más específico y sólido que otros agentes de imágenes PET utilizados clínicamente, como la fluorodesoxiglucosa ([18F]FDG). El equipo de investigación está en conversaciones con colaboradores clínicos para probar aplicaciones específicas de [18F]4FN. Un estudio inicial, ahora bajo la revisión de la Administración de Alimentos y Medicamentos para el registro de Nuevos Medicamentos en Investigación y la aprobación de la Junta de Revisión Institucional, evaluará [18F]4FN como un biomarcador temprano de eventos adversos relacionados con el sistema inmunitario en pacientes tratados con inhibidores de puntos de control inmunitarios.

"Desde hace mucho tiempo ha habido un interés en obtener imágenes de la inflamación y redox en general, pero la mayoría de los enfoques actuales generan altos niveles de ruido de fondo a partir de procesos biológicos que generan radicales de menor energía", dijo David Piwnica-Worms, MD, Ph.D., presidente de Cancer Systems Imaging. "Nuestra molécula está sintonizada con la inflamación mediada por radicales de alta energía, lo que ofrece el potencial para monitorear selectivamente la activación de la inmunidad innata".

“Necesitamos verificar este agente de imágenes PET en estudios clínicos, pero ciertamente tiene el potencial para amplias aplicaciones que podrían beneficiar a los pacientes en todo tipo de enfermedades y escenarios clínicos”, agregó Piwnica-Worms. “Una herramienta como esta podría usarse para identificar puntos de inflamación multifocales, lo que permitiría a los médicos intervenir antes de que la enfermedad progrese o seguir la resolución de los síntomas durante la terapia”.

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Centro de Cáncer MD Anderson de la Universidad de Texas