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[FG] Wild Damian

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COPPER PET in NET

Research Project  | 3 Project Members

Hintergrund


Neuroendokrine Tumore (NET) stellen eine heterogene Gruppe seltener Tumoren dar, die häufig Somatostatin Rezeptoren – insbesondere den Subtyp 2 (SSTR2) – in hoher Dichte auf ihrer Zelloberfläche ausbilden. Diese Eigenschaft ermöglicht eine gezielte Bildgebung und Therapie mit Radiopharmazeutika, die spezifisch an Tumoren mit Somatostatin-Rezeptor-2 (SSTR2) -Expression binden. In der klinischen Routine wird dafür die PET/CT-Bildgebung eingesetzt. Dabei handelt es sich um eine Kombination aus zwei Verfahren: Die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) zeigt molekulare Strukturen wie zum Beispiel die SSTR2 Expression im Körper, während die Computertomographie (CT) präzise anatomische Strukturen darstellt. Gemeinsam liefern sie ein detailliertes Bild über Lage und Aktivität zum Beispiel von neuroendokrinen Tumoren. Typischerweise wird dazu eine Substanz wie ⁶⁸Ga-DOTA-TOC verwendet, einen Gallium-68 (⁶⁸Ga) -markierten SSTR2-Agonisten.


In enger Zusammenarbeit mit der Nuclidium AG hat die Radiopharmazie des Universitätsspitals Basel unter der Leitung von Prof. Melpomeni Fani einen neuartigen, Kupfer-61 (⁶¹Cu)-markierten SSTR2-Antagonisten, ⁶¹Cu-NODAGA-LM3, entwickelt. Dieser Ligand vereint die Vorteile eines SSTR2-Antagonisten mit den Vorteilen des Zyklotron-produzierten Kupfer-61: SSTR2 Antagonisten, wie beispielsweise ⁶¹Cu-NODAGA-LM3, binden an deutlich mehr Bindungsstellen am SSTR2 im Vergleich zu SSTR2-Agonisten, was zu einer höheren Anreicherung im Tumorgewebe und längerer Verweildauer führt. Das Kupfer-61 weist im Vergleich zu Gallium-68 eine längere Halbwertszeit, eine höhere Produktionskapazität und eine bessere Bildqualität auf. Letztere resultiert insbesondere aus der Möglichkeit, die Bildgebung zu einem späteren Zeitpunkt durchzuführen, was eine Optimierung des Tumor-zu-Hintergrund-Kontrasts ermöglicht. Die längere Halbwertszeit und effizientere Herstellung erleichtern die klinische Logistik und verbessern zugleich den Zugang – auch international – zu dieser hochwertigen PET/CT Bildgebung.



Forschungsfrage


In dieser First-in-Human-Studie erfolgt die Evaluation der Sicherheit, Dosimetrie, Pharmakokinetik, Bildqualität und Sensitivität der neuen Substanz ⁶¹Cu-NODAGA-LM3 PET/CT.



Studienmethodik


Die klinische Translation erfolgt derzeit im Rahmen einer am Universitätsspital Basel (USB) initiierten, prospektiven, randomisierten, kontrollierten, Leser-verblindeten Phase I/II Studie. Neben der Prüfung der Sicherheit, vergleicht die Studie die Sensitivität und Bildqualität des neuen Radiopharmazeutikums ⁶¹Cu-NODAGA-LM3 mit dem standardmässig verwendeten Radiopharmazeutikums ⁶⁸Ga-DOTA-TOC bei Patientinnen und Patienten mit gut differenzierten, SSTR2-positiven neuroendokrinen Tumoren des gastroenteropankreatischen oder bronchopulmonalen Systems.

Jede Patientin und jeder Patient erhält beide Substanzen innerhalb eines Monats, wobei die PET/CT-Bildgebung mit ⁶¹Cu-NODAGA-LM3 sowohl eine Stunde als auch drei Stunden nach Injektion erfolgt. In einer Teilgruppe wird zusätzlich ein Scan nach 18 Stunden zur Dosimetrie durchgeführt. Als Referenzstandard dienen Biopsie und/oder Composite-Bildgebung über zwei bis sieben Monate im Verlauf.



Bedeutung der Studie


Die bisher untersuchten Patientinnen und Patienten zeigten eine exzellente Verträglichkeit des neuen Tracers. ⁶¹Cu-NODAGA-LM3 weist eine schnelle Blut-Clearance, und im Vergleich zu ⁶⁸Ga-DOTA-TOC eine geringere Hintergrundaufnahme in Leber und Milz sowie eine höhere Tumoraufnahme auf – mit insgesamt verbessertem Tumor-zu-Hintergrund-Kontrast und in mehreren Fällen sogar zusätzlichem Tumornachweis.


Die effektive Strahlendosis lag mit durchschnittlich 5,0 mSv im Bereich etablierter PET-Tracer. In der verblindeten Bildbewertung wurde die Bildqualität von ⁶¹Cu-NODAGA-LM3 in acht von neun Fällen als überlegen eingestuft.


Das neu entwickelte Kuper-61 könnte die Verfügbarkeit der SSTR2 PET/CT in der Schweiz und weltweit verbessern. Gleichzeitig hat die Kombination von Kupfer-61 und dem Liganden NODAGA-LM3 das Potenzial die Sensitivität der SSTR2 PET/CT Bildgebung weiter zu verbessern. 


 


Mitwirkende Institutionen


Universitätsspital Basel (Radiopharmazeutische Chemie & Nuklearmedizin)

Universitätsspital Zürich (Zentrum für Radiopharmazie)

Neuroendocrine Tumor Research Foundation, USA (Förderbeitrag)

Nuclidium AG, Basel (Finanzierung und Bereitstellung 61Cu)


Studienleitung


Dr. med. Guillaume P. Nicolas, Studienleiter

Prof. Dr. phil. Dr. med. Damian Wild, Sponsor-Investigator

Prof. Dr. phil. Melpomeni Fani, Entwicklung & Herstellung



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A comparison of two novel molecular targeting systems for diagnosis and therapy in patients with medullary thyroid carcinoma (MTC)

Research Project  | 2 Project Members

Medullary thyroid cancer (MTC) arises from the Calcitonin (Ctn) producing C-cell of the thyroid and accounts for 1- 2% of all thyroid cancer. Due to the unspecific signs and symptoms the patients present at a metastasized stage in 40-50% of the cases. Ctn is a reliable tumormarker and is associated with tumor mass. The diagnostic work up in order to establish the extent of disease includes conventional imaging (neck ultrasound, MRI, CT) and as molecular imaging 18F-DOPA-PET (gold standard). However, by combining these modalities there are still ca. 20% of patients with elevated Ctn levels without morphological evidence of disease (small tumor remnants). There is, therefore, an unmet need for a more sensitive diagnostic tool. The only curative approach is surgery. Conventional chemotherapy is not efficacious and targeted therapy using tyrosine kinase inhibitors stabilize, but do not cure the disease and are associated with significant toxicity. There is, therefore, and unmet need for a more effective therapeutical tool.A promising tool is targeting of peptide hormone receptors, over-expressed on the surface of MTC cells. The over-expression on MTC cells allows specific targeting of MTC with radiolabeled analogues. Both, imaging and therapy are possible with this approach (theranostic). Potential receptors are cholecystokinin-2 receptors (CCK2-R) targeted by a minigastrin analogue (177Lu-PP-F11N) and somatostatin subtype 2 receptors (sst2-R) targeted by an sst2-R antagonist (177Lu-OPS201). Both compounds are exclusively available for research in our institution.Working HypothesisBoth, 177Lu-PP-F11N and 177Lu-OPS201 are promising radiotracers for imaging and therapy of patients with MTC. Both compounds perform better than 18F-DOPA-PET and 177Lu-DOTATOC (sst2-R agonist) and will improve therapy of patients with MTC. It is currently unclear which compound performs better. Specific AimsThe performance of the two novel radiotracers 177Lu-PP-F11N and 177Lu-OPS201 will be compared with each other, with 18F-DOPA and 177Lu-DOTATOC in the same patient. The primary endpoint is the tumor-to-organ ratio (in relation to the dose limiting organ) as it is the most relevant parameter to predict the efficacy of the radiotracers.Experimental DesignPatients with a diagnosis of MTC (initial work-up or during follow-up) and elevated Ctn levels are included. They undergo 18F-DOPA-PET imaging (gold standard). 177Lu-PP-F11N and 177Lu-OPS201 imaging will be performed in a randomized cross-over order. Whole body dosimetry is done and tumor-to-organ dose ratios will be calculated (including ratios of dose limiting organs). In case of a better tumor-to-organ dose ratio with 177Lu-PP-F11N and absence of a surgical option the patients are included in a phase II trial of peptide receptor radionuclide therapy (PRRT) using 177Lu-PP-F11N (supported by Oncosuisse). In case of a mainly positive result with 177Lu- OPS201 and absence of a surgical option the patients will be offered peptide receptor radionuclide therapy using 177Lu-DOATOC. In the case of surgery, tissue specimens are investigated in vitro for the expression of sst2- and CCK2-R using autoradiography and compared with the obtained tumor doses of the respective radiotracers. Expected ValueThe results of this study will be crucial for the planning of a phase II study by answering the following question: (1) Which radiotracer/targeting system performs best in patients with MTC, (2) are tumor doses high enough for an efficient therapy of residual, recurrent or metastatic MTC disease and (3) are efficient tumor doses safe in relation to the dose limiting organs (i.e. stomach, bone marrow, kidney).