I dati di imaging multiparametrico in vivo possono fornire informazioni preziose sulla fisiopatologia, l’espressione recettoriale, il metabolismo o le caratteristiche morfologiche e funzionali dei tumori, come pH, ossigenazione o densità tissutale, nonché sulle proprietà farmacodinamiche dei farmaci, permettendo quindi di misurare la risposta farmacologica grazie alla somministrazione di specifici traccianti. Possono inoltre mappare quantitativamente e risolvere spazialmente l’eterogeneità intertumorale e intratumorale, fornendo informazioni sulla possibilità di realizzare interventi terapeutici mirati. I nuovi traccianti non saranno applicati solo alla diagnosi di precisione, ma anche allo sviluppo di farmaci, agli approcci teranostici o alla ricerca preclinica su animali da laboratorio per studiare la fisiopatologia in vivo.

I nuovi traccianti permettono uno studio dettagliato dei seguenti meccanismi:

• metabolismo tumorale: la visualizzazione e la quantificazione dei cambiamenti metabolici delle cellule tumorali offrono informazioni sullo stato della malattia, sulla sua progressione e sulla risposta alla terapia.
• microambiente tumorale ed espressione di antigeni tumorali specifici: in grado di tracciare specifici tipi di tumore, come PSMA (prostate specific membrane antigen – tumore alla prostata) e SSTR (recettori della somatostatina – tumori neuroendocrini).
• stress tumorale e risposte allo stress. Approcci in grado di rivelare segnali di stress delle cellule tumorali, come senescenza, stress da replicazione o riparazione del DNA permettono di sfruttare vulnerabilità specifiche del tumore a fini terapeutici.
• sistema immunitario coinvolto nella risposta tumorale: l’imaging delle cellule T (la presenza di cellule T nei tumori è un forte indicatore prognostico della risposta all’immunoterapia) o l’imaging dei macrofagi (TAM – macrofagi associati al tumore) sono stati identificati come bersagli emergenti per la terapia farmacologica e, a seconda del loro stato di polarizzazione, possono agire come promotori tumorali (M2) o soppressori tumorali (M1).