Radiofarmaci marcati con il Gallio-68 quali agenti diagnostici e teranostici per il cancro

Abstract

La medicina nucleare, che si avvale dell’uso di radiofarmaci a fini diagnostici e terapeutici, sta diventando un approccio sempre più importante nella gestione del paziente oncologico. In particolare, i composti marcati con Gallio-68 (68Ga) stanno riscuotendo crescente interesse nel mondo della ricerca grazie alle loro proprietà radiochimiche e ai promettenti risultati ottenuti nell’imaging. Il 68Ga ha un'emivita di 68 minuti ed è caratterizzato da un decadimento β + che lo rende adatto per l'impiego come tracciante nella tomografia a emissione di positroni (PET). Questo radionuclide può essere prodotto sia in generatore che in ciclotrone, presentandosi come una promettente alternativa al 18F, attualmente radionuclide di elezione per la PET e la cui produzione è possibile solo mediante ciclotrone. A partire dal 2016, tre radiofarmaci marcati con 68Ga sono stati approvati dalla Food and Drug Administration: il 68Ga-DOTA-TOC e il 68Ga-DOTA-TATE per la diagnosi dei tumori neuroendocrini, e il 68Ga-PSMA-11 per la diagnosi del tumore alla prostata. Attualmente, numerosi studi di fase clinica sono in corso per valutare traccianti basati a base di 68Ga per il trattamento di questi e altri tipi di tumori. Un ulteriore aspetto interessante del 68Ga riguarda la sua possibile applicazione in campo teranostico in combinazione con radiofarmaci marcati con Lutezio-177 (177Lu), utilizzati per la terapia. Questa coppia teranostica si sta rivelando particolarmente efficace nel predire, tramite l'utilizzo del 68Ga, la risposta terapeutica al successivo trattamento con 177Lu, ottimizzando il protocollo terapeutico. Nella presente tesi, dopo una breve introduzione sulla radioattività e sulla medicina nucleare, viene fornito un approfondimento sul 68Ga e sul suo impiego nella medicina nucleare. In particolare, vengono presentati i radiofarmaci già approvati o in fase clinica, mettendo in luce le loro applicazioni diagnostiche e teranostiche.

Nuclear medicine, which uses radiopharmaceuticals for diagnostic and therapeutic purposes, is becoming an increasingly important approach to managing the cancer patient. In particular, compounds labeled with Gallium-68 (68Ga) are gaining increasing interest in research due to their radiochemical properties and promising imaging results. 68Ga has a half-life of 68 minutes and is characterized by a β+ decay, making it suitable for use as a tracer in positron emission tomography (PET). This radionuclide can be produced in both generator and cyclotron, presenting itself as a promising alternative to 18F, currently the radionuclide of choice for PET and whose production is only possible by cyclotron. Since 2016, three 68Ga-labeled radiopharmaceuticals have been approved by the Food and Drug Administration: 68Ga-DOTA-TOC and 68Ga-DOTA-TATE for the diagnosis of neuroendocrine tumors, and 68Ga-PSMA-11 for the diagnosis of prostate cancer. Currently, several clinical studies are underway to evaluate 68Ga-based tracers for the treatment of these and other types of tumors. Another exciting aspect regarding 68Ga is its possible application in the theranostic field in combination with Lutetium-177 (177Lu) labeled radiopharmaceuticals used in therapy. This theranostic pair is proving particularly effective in predicting, through 68Ga, the therapeutic response to subsequent treatment with 177Lu, optimizing the treatment protocol. This thesis provides an in-depth discussion of 68Ga and its use in nuclear medicine after a brief introduction to radioactivity and nuclear medicine. In particular, radiopharmaceuticals already approved or in the clinical phase are presented, highlighting their diagnostic and theranostic applications.