notiziario di medicina nucleare ed imaging molecolare - AIMN

Bersagli e sonde alternative
Nella cascata apoptotica, le caspasi sono state individuate come potenziali bersagli per l’imaging di
apoptosi. Le caspasi sono enzimi proteolitici presenti all’interno della cellula nella loro forma inattiva.
Quando un segnale di morte raggiunge la cellula esse vengono sequenzialmente attivate e degradano vari
substrati intracellulari causando l’implosione della cellula e tutti quei cambiamenti morfologici e
biochimici tipici del processo di apoptosi. E’stato recentemente proposto un approccio per visualizzare il
processo di apoptosi a livello delle caspasi basato sull’uso di substrati proteici delle caspasi da poter
marcare con isotopi gamma- o positrone emittenti. Questo approccio si basa sull’ipotesi che il substrato
proteico radiomarcato una volta penetrato all’interno della cellula venda degradato dalle caspasi attivate
durante l’apoptosi ed intrappolato all’interno della cellula. Un recente articolo ha riportato la sintesi e la
caratterizzazione di 10 peptidi in grado di funzionare come substrati della caspasi (Bauer et al., 2005).
L’uptake di questi composti radiomarcati e’ stato valutato in linee cellulari tumorali durante il processo di
apoptosi. La problematica piu’ importante di questo approccio e’ rappresentata dal fatto che le caspasi
sono un bersaglio intracellulare ed e’ stato quindi necessario sviluppare delle strategie per permettere
l’ingresso dei peptidi all’interno delle cellule. Una di queste strategie e’ rappresentata dalla coniugazione
dei substrati neosintetizzati a specifiche sequenze di peptidi di penetrazione cellulare come la proteina
Tat. Tra tutti i peptidi saggiati quelli costituiti dalla sequenza DEVDG e dalla sequenza derivata da Tat
hanno mostrato le piu’ favorevoli condizioni di captazione nelle cellule apoptotiche rispetto alle cellule di
controllo.
Anche i mitocondri possono potenzialmente fungere da bersaglio per l’imaging di apoptosi utilizzando
traccianti ad elettiva localizzazione mitocondriale come i cationi lipofilici il cui accumulo risente delle
variazioni del potenziale di membrana mitocondriale durante il processo di apoptosi. Recentemente
abbiamo riportato che i livelli di proteine della famiglia Bcl-2 che regolano il processo di apoptosi a
livello della membrana mitocondriale possono influenzare l’uptake di questi traccianti (Del Vecchio et al.
2003).
Tuttavia ancora molto lavoro rimane da fare affinche’ questi nuovi approcci molecolari all’imaging di
apoptosi possano trovare convalida in un contesto clinico.
Conclusioni
La identificazione non invasiva del processo di apoptosi e’ possible con i ligandi attualmente a
disposizione e con tecniche di medicina nucleare. Con l’avanzamento delle conoscenze di base sul
processo di apoptosi, nuovi bersagli vengono identificati e nuove sonde molecolari vengono saggiate in
vivo. Poter monitorare il processo di apoptosi in tempo reale e’ di primaria importanza per valutare
l’efficacia di farmaci antiblastici sia nel modello animale che nei pazienti oncologici. Ad esempio,
l’attivita’ antitumorale di nuovi composti e’ attualmente valutata nei modelli animali usando come indici
di risposta le variazioni delle dimensioni, del volume e lo specifico ritardo della crescita tumorale.
L’imaging di apoptosi in questo contesto sperimentale consentirebbe non solo di anticipare la risposta
tumorale ma fornirebbe anche nuovi criteri per lo screening di farmaci antiblastici da avviare a fasi
successive della sperimentazione.
In un contesto clinico il monitoraggio della risposta terapeutica mediante imaging di apoptosi sarebbe
naturalmente di pari importanza. Il trasferimento della procedura in ambito clinico richiede tuttavia altri
studi clinici per ottimizzare le varie fasi della procedura di imaging. Allo stato attuale non sono ancora ad
esempio definiti gli intervalli temporali ottimali tra trattamento e imaging. Inoltre non e’noto se e’
sufficiente una singola somministrazione del farmaco citotossico o se e’ necessario completare uno o piu’
cicli di chemioterapia per poter visualizzare in vivo la risposta apoptotica. Non sono sufficientemente
definiti i valori di sensibilita’ e specificita’ della metodica. Per quanto riguarda ad esempio la sensibilita’,
basta l’accumulo del tracciante in una sola lesione per definire il singolo paziente come rispondente?
Queste e molte altre domande richiedono una risposta prima di poter utilizzare confidentemente la
metodica in ambito clinico. Molte aspettative sono riposte in studi clinici che facciano uso di sonde
marcate con positrone emittenti e di PET. L’impiego della tecnologia PET consentirebbe, oltre ai noti
AIMN - Notiziario elettronico di Medicina Nucleare ed Imaging Molecolare, n.3, 2005 pag. 50/83