Forsigtighed påkrævet: anæstesi med supplerende ilt kan påvirke protonterapi – Physics World

Forsigtighed påkrævet: anæstesi med supplerende ilt kan påvirke protonterapi – Physics World

Tidsstempel: 22. januar 2024 kl. 4

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/caution-required-anaesthesia-with-supplemental-oxygen-can-impact-proton-therapy-physics-world-2.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/caution-required-anaesthesia-with-supplemental-oxygen-can-impact-proton-therapy-physics-world-2.jpg" data-caption="Beskyttelse af hjernen En præklinisk undersøgelse har vist behovet for at optimere anæstesi og supplerende iltprotokoller ved brug af konventionel eller FLASH protonterapi til behandling af hjernetumorer. (Med høflighed: iStock/herjua)"> Barn, der får bedøvelse
Beskyttelse af hjernen En præklinisk undersøgelse har vist behovet for at optimere anæstesi og supplerende iltprotokoller ved brug af konventionel eller FLASH protonterapi til behandling af hjernetumorer. (Med høflighed: iStock/herjua)

Mange børn, der modtager protonterapi for hjernetumorer, gør det under generel anæstesi eller sedation, en tilgang, der garanterer reproducerbar positionering og målrettet levering af stråling. De kan også få supplerende ilt, hvilket reducerer risikoen for bivirkninger relateret til brugen af ​​generel anæstesi.

Alligevel var der indtil for nylig ingen undersøgelser, der vurderede virkningen af ​​denne supplerende ilt – som ændrer iltmætning i blodet under bestråling – i konventionel eller FLASH (ultrahøj dosishastighed) protonterapi.

At forstå virkningen af ​​supplerende ilt er afgørende, siger Yolanda Prezado, CNRS forskningsleder og gruppeleder for de nye tilgange inden for stråleterapi (NARA) hold baseret kl Institut Curie. Mens FLASH-strålebehandling er blevet rapporteret i prækliniske undersøgelser for at reducere komplikationer, er de fleste undersøgelser blevet udført med elektronstråler frem for protonstråler. Og mekanismerne bag strålingsinducerede kognitive ændringer er dårligt forstået.

"Kognitive underskud er blevet rapporteret hos nogle overlevende af pædiatriske hjernetumorer," siger Prezado. "Vi troede, det var en god idé at prøve at forstå den normale hjernereaktion [hos rotter] i protonterapistråler. Og endnu vigtigere motivation var, at der aldrig var en systematisk undersøgelse af virkningen af ​​anæstesi hos patienter. Det, vi så i vores undersøgelse, er, at dette kunne fremkalde komplikationer."

Prezados team samarbejdede med strålingsonkologer og anæstesiologer for at observere virkningerne af supplerende ilt hos rotter. I undersøgelsen blev 36 rotter opdelt i "med glioblastom" og "uden glioblastom" og anæstesi ("no O2”) og anæstesi med supplerende ilt (“med O2”) grupper. Dyrene modtog en enkelt ensidig dosis protonstråling (enten 25 eller 15 Gy, en dosis svarende til den, der blev brugt i tidligere elektron-FLASH-undersøgelser) ved enten en konventionel dosishastighed (4 Gy/s) eller en FLASH-dosishastighed (257 Gy/ s) ved at bruge en 226 MeV klinisk protonstråle. Filmdosimetri blev brugt til at verificere bestrålingsforhold.

Forskerne rapporterer deres resultater i Kommunikationsmedicin, fandt ud af, at supplerende ilt havde en negativ indvirkning på både funktionen og strukturen af ​​rotters normale hjernevæv efter både FLASH og konventionel protonterapi. Rotter, der modtog FLASH-protonterapi med supplerende ilt, havde det højeste niveau af hjerneskade observeret på MR (ved brug af en 7 T præklinisk magnet med Gd-DOTA kontrast), histologi og adfærdsmæssige tests. Dyr behandlet med FLASH uden supplerende ilt havde den laveste grad af hjerneskade. På trods af reducerede bivirkninger i denne gruppe blev der stadig observeret hjernevævsskade efter en terapeutisk dosis for gliomer hos rotter (25 Gy).

Som rapporteret i andre undersøgelser resulterede FLASH-protonterapi i hukommelsessparende sammenlignet med konventionel protonbestråling. Men at inkorporere supplerende ilt havde skadelige virkninger på genkendelseshukommelsen efter både konventionel og FLASH protonterapi. Disse virkninger varede ved seks måneder efter bestråling. Sådanne observationer, siger forskerne, er i overensstemmelse med tidligere offentliggjorte data i elektron FLASH-terapi - en undersøgelse viste, at supplerende ilt undertrykte den beskyttende FLASH-effekt på kognitiv funktion to måneder efter bestråling.

Supplerende ilt- og kombinationsbehandlinger

Forskerholdet identificerede også et tidligere uobserveret forhold mellem iltmætning, dosishastighed og strålingsinduceret immunrespons. Generelt forhindrede høje koncentrationer af supplerende oxygen immuncelleinfiltration i tumoren, men tumorinfiltrationen af ​​immunceller efter FLASH protonterapi var mindre påvirket end ved konventionel protonterapi.

Dette fund, siger forskerne, viser, at ilttilskud er mindre indflydelsesrig i FLASH-protonterapi end i konventionel protonterapi og antyder, at strålingsinducerede immunregulerende veje er modtagelige for protonstråledoseringshastighed.

En mulig alternativ forklaring på nogle af forskernes resultater kunne være lipidperoxidation af fosfolipider, som har vist sig at ændre cellesignalering, dysfunktion eller død, og kan være involveret i hjernens aldring. Selvom lipidperoxidation (en øget sandsynlighed for biomolekylær rekombination af fedtsyrer, der har mistet en hydrogenion fra OH-radikalet) ikke er blevet påvist efter FLASH, foreslår forskerne, at der udføres en undersøgelse.

Begrænsninger af undersøgelsen omfatter en lille prøvestørrelse, og at ingen oxidative parametre blev overvåget eksperimentelt. Alligevel siger forskerne, at de håber, at deres forskning får læger til at undersøge de nuværende anæstesiprotokoller og revidere dem for at reducere de neurokognitive bivirkninger af både konventionel og FLASH protonterapi. Den potentielle indvirkning af supplerende ilt på immuncelleinfiltration med kombinationsterapier, såsom radioimmunterapi, bør også overvejes.

"Det, jeg synes, det er relevant at gøre, er en retrospektiv evaluering af pædiatriske patienter behandlet med strålebehandling," siger Prezado. "Denne [undersøgelse] var en advarsel til læger om at sige, at du er nødt til at optimere dine protokoller ... Hovedpointen er at rejse nogle bekymringer, at rejse punktet om de potentielle virkninger af anæstesi og supplerende ilt. Dette er blevet diskuteret af andre årsager i det medicinske samfund ... men det rejste et spørgsmålstegn ved, at vi er nødt til at tænke på anæstesi for patienterne, når de bliver evalueret ... Fællesskabet sagde, at FLASH kan være vidunderligt for pædiatriske patienter, men at se resultater, tror jeg, at der stadig er behov for yderligere evalueringer."

Tidsstempel:

Mere fra Fysik verden