Vorsicht geboten: Anästhesie mit zusätzlichem Sauerstoff kann Auswirkungen auf die Protonentherapie haben – Physics World

Vorsicht geboten: Anästhesie mit zusätzlichem Sauerstoff kann Auswirkungen auf die Protonentherapie haben – Physics World

Zeitstempel: 22. Januar 2024, 4:30 Uhr

<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="Das Gehirn schützen Eine präklinische Studie hat gezeigt, dass die Protokolle für Anästhesie und zusätzlichen Sauerstoff optimiert werden müssen, wenn konventionelle oder FLASH-Protonentherapie zur Behandlung von Hirntumoren eingesetzt wird. (Mit freundlicher Genehmigung von iStock/herjua)“> Kind erhält Narkose
Das Gehirn schützen Eine präklinische Studie hat gezeigt, dass die Protokolle für Anästhesie und zusätzlichen Sauerstoff optimiert werden müssen, wenn konventionelle oder FLASH-Protonentherapie zur Behandlung von Hirntumoren eingesetzt wird. (Mit freundlicher Genehmigung von iStock/herjua)

Viele Kinder, die eine Protonentherapie bei Hirntumoren erhalten, erfolgen unter Vollnarkose oder Sedierung, ein Ansatz, der eine reproduzierbare Positionierung und eine gezielte Strahlenabgabe gewährleistet. Möglicherweise erhalten sie auch zusätzlichen Sauerstoff, wodurch das Risiko von Nebenwirkungen im Zusammenhang mit der Anwendung einer Vollnarkose verringert wird.

Bis vor kurzem gab es jedoch keine Studien, die die Auswirkungen dieses zusätzlichen Sauerstoffs – der die Sauerstoffsättigung im Blut während der Bestrahlung verändert – in der konventionellen oder FLASH-Protonentherapie (Ultra High Dose Rate) untersuchten.

Es ist von entscheidender Bedeutung, die Auswirkungen von zusätzlichem Sauerstoff zu verstehen, sagt Yolanda Prezado. CNRS Forschungsdirektor und Gruppenleiter der neuen Ansätze in der Strahlentherapie (NARA) Team mit Sitz in Institut Curie. Während in präklinischen Studien berichtet wurde, dass die FLASH-Strahlentherapie Komplikationen reduzieren soll, wurden die meisten Studien mit Elektronenstrahlen statt mit Protonenstrahlen durchgeführt. Und die Mechanismen, die strahleninduzierten kognitiven Veränderungen zugrunde liegen, sind kaum verstanden.

„Bei einigen Überlebenden pädiatrischer Hirntumoren wurden kognitive Defizite berichtet“, sagt Prezado. „Wir hielten es für eine gute Idee, die normale Gehirnreaktion [bei Ratten] auf Protonentherapiestrahlen zu verstehen. Und ein noch wichtigerer Beweggrund war, dass es nie eine systematische Untersuchung der Auswirkungen der Anästhesie auf Patienten gab. Was wir in unserer Studie gesehen haben, ist, dass dies zu Komplikationen führen könnte.“

Prezados Team arbeitete mit Radioonkologen und Anästhesisten zusammen, um die Auswirkungen von zusätzlichem Sauerstoff bei Ratten zu beobachten. In der Studie wurden 36 Ratten in „mit Glioblastom“ und „ohne Glioblastom“ und Anästhesie („kein O“) eingeteilt2“) und Anästhesie mit zusätzlichem Sauerstoff („mit O2“) Gruppen. Die Tiere erhielten eine einzelne einseitige Dosis Protonenstrahlung (entweder 25 oder 15 Gy, eine Dosis ähnlich der, die in früheren Elektronen-FLASH-Studien verwendet wurde) entweder mit einer konventionellen Dosisrate (4 Gy/s) oder einer FLASH-Dosisrate (257 Gy/s). s) unter Verwendung eines klinischen Protonenstrahls mit 226 MeV. Zur Überprüfung der Bestrahlungsbedingungen wurde Filmdosimetrie verwendet.

Die Forscher berichten über ihre Ergebnisse in Kommunikationsmedizinfanden heraus, dass zusätzlicher Sauerstoff sowohl nach FLASH- als auch nach konventioneller Protonentherapie einen negativen Einfluss auf die Funktion und Struktur des normalen Gehirngewebes von Ratten hatte. Ratten, die eine FLASH-Protonentherapie mit zusätzlichem Sauerstoff erhielten, wiesen die höchsten Hirnverletzungen auf, die bei MRT (unter Verwendung eines präklinischen 7-T-Magneten mit Gd-DOTA-Kontrast), Histologie und Verhaltenstests beobachtet wurden. Tiere, die mit FLASH ohne zusätzlichen Sauerstoff behandelt wurden, hatten den geringsten Grad an Hirnverletzungen. Trotz geringerer Nebenwirkungen in dieser Gruppe wurde nach einer therapeutischen Dosis gegen Gliome bei Ratten (25 Gy) immer noch eine Schädigung des Hirngewebes beobachtet.

Wie in anderen Studien berichtet, führte die FLASH-Protonentherapie im Vergleich zur herkömmlichen Protonenbestrahlung zu einer Gedächtnisschonung. Die Zugabe von zusätzlichem Sauerstoff wirkte sich jedoch sowohl nach der konventionellen als auch nach der FLASH-Protonentherapie nachteilig auf das Erkennungsgedächtnis aus. Diese Effekte hielten sechs Monate nach der Bestrahlung an. Solche Beobachtungen, sagen die Forscher, stimmen mit zuvor veröffentlichten Daten zur Elektronen-FLASH-Therapie überein – das zeigte eine Studie Zusätzlicher Sauerstoff unterdrückte den schützenden FLASH-Effekt zur kognitiven Funktion zwei Monate nach der Bestrahlung.

Zusätzliche Sauerstoff- und Kombinationstherapien

Das Forschungsteam identifizierte außerdem einen bisher nicht beobachteten Zusammenhang zwischen Sauerstoffsättigung, Dosisleistung und strahleninduzierter Immunantwort. Im Allgemeinen verhinderten hohe Konzentrationen an zusätzlichem Sauerstoff die Infiltration von Immunzellen in den Tumor, aber die Tumorinfiltration von Immunzellen nach einer FLASH-Protonentherapie war weniger beeinträchtigt als nach einer herkömmlichen Protonentherapie.

Dieser Befund, sagen die Forscher, zeigt, dass die Sauerstoffergänzung bei der FLASH-Protonentherapie weniger Einfluss hat als bei der konventionellen Protonentherapie und legt nahe, dass strahleninduzierte Immunregulationswege anfällig für die Dosisleistung des Protonenstrahls sind.

Eine mögliche alternative Erklärung für einige der Ergebnisse der Forscher könnte die Lipidperoxidation von Phospholipiden sein, die nachweislich die Signalübertragung, Funktionsstörung oder den Tod von Zellen verändert und möglicherweise an der Alterung des Gehirns beteiligt ist. Obwohl eine Lipidperoxidation (eine erhöhte Wahrscheinlichkeit der biomolekularen Rekombination von Fettsäuren, die ein Wasserstoffion aus dem OH-Radikal verloren haben) nach FLASH nicht nachgewiesen wurde, schlagen die Forscher die Durchführung einer Studie vor.

Zu den Einschränkungen der Studie zählen die geringe Probengröße und die Tatsache, dass keine oxidativen Parameter experimentell überwacht wurden. Dennoch hoffen die Forscher, dass ihre Forschung Ärzte dazu anregt, aktuelle Anästhesieprotokolle zu überprüfen und zu überarbeiten, um die neurokognitiven Nebenwirkungen sowohl der konventionellen als auch der FLASH-Protonentherapie zu reduzieren. Die möglichen Auswirkungen von zusätzlichem Sauerstoff auf die Infiltration von Immunzellen bei Kombinationstherapien wie der Radioimmuntherapie sollten ebenfalls berücksichtigt werden.

„Was ich für relevant halte, ist eine retrospektive Bewertung pädiatrischer Patienten, die mit Strahlentherapie behandelt wurden“, sagt Prezado. „Diese [Studie] war eine Mahnung an Ärzte, ihnen zu sagen, dass sie ihre Protokolle optimieren müssen … Der Hauptpunkt besteht darin, einige Bedenken zu äußern und auf die möglichen Auswirkungen von Anästhesie und zusätzlichem Sauerstoff hinzuweisen. Dies wurde in der medizinischen Gemeinschaft aus anderen Gründen diskutiert … aber es warf ein Fragezeichen auf: Wir müssen über die Anästhesie für die Patienten nachdenken, wenn sie untersucht werden … Die Gemeinschaft sagte, dass FLASH für pädiatrische Patienten wunderbar sein kann, aber angesichts der … Aufgrund der Ergebnisse denke ich, dass noch weitere Bewertungen erforderlich sind.“

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