Cardiac fibroblast activation detected by Ga-68 FAPI PET imaging as a potential novel biomarker of cardiac injury/remodeling

J Nucl Cardiol. 2021 Jun;28(3):812-821. doi: 10.1007/s12350-020-02307-w. Epub 2020 Sep 25.

Abstract

Background: Fibroblast activation protein (FAP) as a specific marker of activated fibroblasts can be visualized by positron emission tomography (PET) using Ga-68-FAP inhibitors (FAPI). Gallium-68-labeled FAPI is increasingly used in the staging of various cancers. In addition, the first cases of theranostic approaches have been reported. In this work, we describe the phenomenon of myocardial FAPI uptake in patients who received a Ga-68 FAPI PET for tumor staging.

Method and results: Ga-68 FAPI PET examinations for cancer staging were retrospectively analyzed with respect to cardiac tracer uptake. Standardized uptake values (SUV) were correlated to clinical covariates in a univariate regression model. From 09/2018 to 11/2019 N = 32 patients underwent FAPI PET at our institution. Six out of 32 patients (18.8%) demonstrated increased localized myocardial tracer accumulation, with remote FAPI uptake being significantly higher in patients with vs without localized focal myocardial uptake (SUVmax 2.2 ± .6 vs 1.5 ± .4, P < .05 and SUVmean 1.6 ± .4 vs 1.2 ± .3, P < .05, respectively). Univariate regression demonstrated a significant correlation of coronary artery disease (CAD), age and left ventricular ejection fraction (LVEF) with remote SUVmean uptake, the latter with a very strong correlation with remote uptake (R2 = .74, P < .01).

Conclusion: Our study indicates an association of CAD, age, and LVEF with FAPI uptake. Further studies are warranted to assess if fibroblast activation can be reliably measured and may be used for risk stratification regarding early detection or progression of CAD and left ventricular remodeling.

Proteína de activación de fibroblastos (FAP) como marcador específico de fibroblastos maduros activados se puede visualizar mediante tomografía por emisión de positrones (PET) usando inhibidores de Ga-68-FAP (FAPI). El FAPI marcado con galio 68 se usa cada vez más en la estatificación de varios tipos de cáncer.Además, se han reportado los primeros casos de abordajes teranósticos. En este trabajo describimos el fenómeno de la captación de FAPI miocárdica en pacientes que recibieron Ga-68 FAPI PET para estatificación tumoral. MéTODO Y RESULTADOS: Los exámenes de PET Ga-68 FAPI para estadificación de cáncer se analizaron retrospectivamente con respecto a la captación del marcador cardíaco. Los valores de absorción estandarizados (SUV) se correlacionaron con covariables clínicas en un modelo de regresión univariante. Del 09/2018 al 11/2019 con una n = 32 pacientes fueron sometidos a PET FAPI en nuestra institución. Seis de 32 pacientes (18.8%) demostraron un aumento de acumulación del marcador localizado en el miocardio, con la captación remota de FAPI siendo significativamente mayor en pacientes con aumento de la captación vs sin captación focalizada de miocardio (SUVmax 2.2 ± 0.6 vs. 1.5 ± 0.4, p <0.05 y SUV mean 1.6 ± 0.4 vs. 1.2 ± 0.3, p <0.05, respectivamente). La regresión univariante demostró una correlación significativa de la enfermedad de la arteria coronaria (CAD), la edad y la fracción de eyección ventricular izquierda (FEVI) con absorción SUV remota, esta última con una muy fuerte correlación con la captación remota (R² = 0.74, p <0.01). CONCLUSIóN: Nuestro estudio indica una asociación de CAD, edad y FEVI con la captación de FAPI. Se necesitan más estudios para evaluar si la activación de fibroblastos se puede medir de manera confiable y se puede usar para la estratificación de riesgo con respecto a la detección temprana o la progresión de la CAD y la remodelación ventricular izquierda.

背景 : 成纤维细胞活化蛋白(FAP)作为活化成纤维细胞的一种特异性标志物,可以通过Ga-68-FAP抑制剂(FAPI)的正电子发射断层扫描(PET)显像进行活体可视化。Ga-68标记的FAPI已被越来越多地用于各种癌症的分期。并且已有第一个诊疗一体化的病例报道。本文在接受Ga-68 FAPI PET进行肿瘤分期患者中研究了心肌FAPI摄取结果。 方法和结果 : 回顾性分析了Ga-68 FAPI PET检查癌症分期的心脏示踪剂摄取情况。摄取值(SUV)作为因变量,临床资料作为协变量,纳入单变量回归模型。 从2018年9月到2019年11月,共纳入32例在我院接受了FAPI PET检查的患者。其中6例患者(18.8%)表现为局灶性心肌摄取。与无局灶性心肌摄取的患者相比,有局灶性摄取患者远处心肌FAPI摄取值更高(SUVmax 2.2±0.6 vs. 1.5±0.4,P<0.05,SUVmean 1.6±0.4 vs. 1.2±0.3,P<0.05)。单因素回归分析表明,冠状动脉疾病(CAD)病史、年龄和左心室射血分数(LVEF)与远处心肌SUVmean摄取显著相关,其中LVEF的相关性最高(R²=0.74,P<0.01)。 结论 : 本研究表明,CAD病史、年龄和LVEF与FAPI的摄取值有关。需要进一步的研究评估FAPI能否可靠地测定成纤维细胞的活化,并用于CAD的早期诊断或进展以及左心室重构的风险分层。.

La protéine d’activation des fibroblastes (FAP) activés et matures peut être visualisée par tomographie à émission de positons (TEP) à l’aide d’inhibiteurs de l’activation des fibroblastes (FAPI). FAPI marqué au gallium 68 est de plus en plus utilisé dans la stratification de divers cancers. De plus, les premiers exemples d’approches théranostiques ont été rapportés. Dans ce travail nous décrivons la captation myocardique de FAPI chez les patients qui bénéficié d’une TEP au Ga-68 FAPI pour stratification tumorale. MéTHODE ET RéSULTATS: Les examens TEP Ga-68 FAPI pour la stratification oncologique ont été analysés rétrospectivement pour l’absorption du traceur au niveau cardiaque. Les valeurs d’absorption normalisées (SUV) font été corrélées aux variables cliniques selon un modèle de régression univarié. A partir de septembre 2018 jusqu’en novembre 2019, 32 patients ont bénéficié d’une TEP FAPI dans notre établissement. Six de nos 32 patients (18,8%) ont démontré une augmentation focale de captation du tracer au niveau myocardique. Les foyers systémiques se sont révélés significativement plus élevé chez les patients avec foyers myocardiques localisés (SUV max 2,2 ± 0,6 vs 1,5 ± 0,4, p <0,05 et SUV mean 1,6 ± 0,4 vs 1,2 ± 0,3, p <0,05, respectivement). Nous avons observé une corrélation significative entre la maladie coronarienne, l’âge, la fraction d’éjection du ventricule gauche et la présence de foyer myocardiques FAPI (R² = 0,74, p <0,01) CONCLUSION: Notre étude indique une association entre la maladie cardiovasculaire coronarienne, l’âge et la FEVG et la captation myocardique de FAPI. Des études additionnelles sont nécessaires pour déterminer si l’activation des fibroblastes peut être mesurée de manière fiable et utilisée pour la détection et la progression de la maladie coronarienne et le remodelage du ventricule gauche.

Keywords: CT; MRI; PET; heart failure; myocardial ischemia and infarction.