Προς συνδυασμένη απεικόνιση υποξίας και προσαρμοστική ακτινοθεραπεία

Ένας ταχέως αναπτυσσόμενος όγκος δεν μπορεί να μεταφέρει οξυγόνο σε όλες τις περιοχές του. Οι προκύπτουσες περιοχές όγκου που λιμοκτονούν από οξυγόνο, ωστόσο, είναι δύσκολο να αντιμετωπιστούν με ακτινοθεραπεία, μια τεχνική που βασίζεται σε ελεύθερες ρίζες που παράγονται παρουσία οξυγόνου για να βλάψουν το DNA στα καρκινικά κύτταρα.

Οι κλινικοί γιατροί αντιμετωπίζουν αυτό το πρόβλημα με μια ποικιλία προσεγγίσεων – από ραδιοευαισθητοποιητές που ενισχύουν τα αποτελέσματα της ακτινοθεραπείας σε υποξικούς όγκους έως τεχνικές όπως η θεραπεία πρωτονίων που παρέχουν υψηλές δόσεις ακτινοβολίας. Ωστόσο, οι ερευνητές θέλουν να είναι σε θέση να εντοπίσουν όγκους που λιμοκτονούν από οξυγόνο, έτσι ώστε οι θεραπείες να μπορούν να προσαρμοστούν ώστε να στοχεύουν αυτούς τους όγκους πιο αποτελεσματικά. Αλλά οι τρέχουσες τεχνικές για τη μέτρηση των επιπέδων οξυγόνου του όγκου είναι επεμβατικές, παρέχουν περιορισμένες χωρικές πληροφορίες ή απαιτούν ραδιοφάρμακα που δεν μπορούν ακόμη να ληφθούν σε πολλά κλινικά περιβάλλοντα.

Σε ένα σημαντικό βήμα για τη μη επεμβατική απεικόνιση υποξίας και τις μελλοντικές μελέτες προσαρμοστικής ακτινοθεραπείας καθοδηγούμενες από τη βιολογία, οι ερευνητές έχουν ενσωματώσει μια τεχνική για τη μέτρηση της οξυγόνωσης του όγκου με ένα MR-linac, έναν υβριδικό σαρωτή μαγνητικής τομογραφίας και σύστημα χορήγησης ακτινοθεραπείας.

Michael Dubec, κύριος επιστήμονας στην απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού στο The Christie NHS Foundation Trust και ένας ερευνητής MR φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ, είναι ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης, η οποία δημοσιεύτηκε στο Ακτινοθεραπεία και Ογκολογία.

«Σε αυτή την εργασία διερευνήσαμε την αλλαγή στο ρυθμό διαμήκους χαλάρωσης (R₁) σε όγκους που προκαλούνται από 100% αναπνοή αερίου οξυγόνου», λέει ο Dubec. «Με βάση προηγούμενες εργασίες επικύρωσης κατά της ανοσοϊστοχημείας, μπορούμε να πούμε ότι το ΔR₁ Η τεχνική μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό περιοχών όγκου που σχετίζονται με χαμηλά επίπεδα οξυγόνου».

Κατά τη διάρκεια μιας μαγνητικής τομογραφίας ενισχυμένης με οξυγόνο (OE-MRI), οι ασθενείς αναπνέουν καθαρό οξυγόνο, το οποίο αρχικά συνδέεται με την αιμοσφαιρίνη, μεγιστοποιώντας τον κορεσμό οξυγόνου του αίματος. Οποιοδήποτε επιπλέον οξυγόνο διαλύεται στη συνέχεια στο πλάσμα του αίματος και στους ιστούς, αυξάνοντας τη συγκέντρωση των μορίων οξυγόνου και οδηγώντας σε ταχύτερη ανάκτηση της διαμήκους καθαρής μαγνήτισης και μεγαλύτερο ρυθμό διαμήκους χαλάρωσης (R₁).

Οι ερευνητές δοκίμασαν την τεχνική απεικόνισης της υποξίας χρησιμοποιώντας διαγνωστικό σαρωτή μαγνητικής τομογραφίας, σε υγιείς συμμετέχοντες και στη συνέχεια σε συμμετέχοντες με καρκίνους κεφαλής και τραχήλου. Έκαναν επίσης φανταστικές μελέτες. Δημιούργησαν εικόνες που δείχνουν την αλλαγή στο R₁ σε όλο το κεφάλι και το λαιμό, και χρησιμοποίησε αναλύσεις περιοχής ενδιαφέροντος για να μετρήσει το μέγεθος αυτής της αλλαγής στους όγκους.

Ο Dubec και οι συνεργάτες του επανέλαβαν τη μελέτη σε ένα σύστημα MR-linac. Καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι οι μέθοδοι OE-MRI είναι επαναλαμβανόμενες και αναπαραγώγιμες σε συστήματα MR-linac και παρέχουν «δεδομένα ισοδύναμης ποιότητας» με αυτά που αποκτώνται σε διαγνωστικούς σαρωτές MR.

"Η μαγνητική τομογραφία ενισχυμένης με οξυγόνο προσφέρει μια πρακτική και εύκολα μεταφράσιμη τεχνική για την αξιολόγηση της οξυγόνωσης σε φυσιολογικούς ιστούς και όγκους, η οποία, για πρώτη φορά, δείξαμε ότι μπορούν να ενσωματωθούν σε συστήματα ακτινοθεραπείας καθοδηγούμενα με μαγνητική τομογραφία χωρίς προβλήματα που αναφέρθηκαν από υγιείς εθελοντές και ασθενείς". λέει ο Ντούμπεκ.

Η φωτοακουστική χαρτογράφηση της οξυγόνωσης του όγκου προβλέπει την αποτελεσματικότητα της ακτινοθεραπείας

Αν και οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια ακολουθία απεικόνισης MR που αποκτά γρήγορα όγκους τρισδιάστατων εικόνων, σημειώνουν ότι το πρωτόκολλό τους είναι ακόμα πολύ μεγάλο για να χωρέσει σε μια τυπική ροή εργασίας MR linac. Πρόσθετη εργασία θα ενσωματώσει μια αλληλουχία αιμάτωσης για τον εντοπισμό νεκρωτικών περιοχών και θα αξιολογήσει την αναπαραγωγιμότητα των μεθόδων και των αποτελεσμάτων σε όλες τις κλινικές. Ο Dubec λέει ότι η εργασία επικύρωσης θα πρέπει επίσης να συνδέει άμεσα τις αλλαγές στο R₁ τιμή σε αλλαγές στην απόλυτη συγκέντρωση οξυγόνου και στη συνέχεια σε συγκεκριμένα επίπεδα οξυγόνου στους όγκους.

«Ουσιαστικά, στοχεύουμε να αναπτύξουμε και να μεταφράσουμε την τεχνική OE-MRI έτσι ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί για προσαρμοστικές κλινικές δοκιμές βασισμένες στην ακτινοθεραπεία σε νοσοκομεία στο μέλλον», λέει ο Dubec. «Το να διερευνήσουν και να συνεργαστούν περισσότερα ιδρύματα για τις τεχνικές OE-MRI είναι σημαντικό, ώστε να μπορέσουμε να συγκεντρώσουμε περισσότερα στοιχεία για τους περιορισμούς και τα οφέλη αυτής της τεχνικής και να αξιολογήσουμε τη χρησιμότητά της σε διαφορετικούς τύπους όγκων».

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• Minting the Future με την Adryenn Ashley. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/towards-combined-hypoxia-imaging-and-adaptive-radiotherapy/