Kombineeritud hüpoksia pildistamise ja adaptiivse kiiritusravi suunas

Kiiresti kasvav kasvaja ei suuda hapnikku kõikidesse oma piirkondadesse tarnida. Sellest tulenevaid hapnikuvaeseid kasvajapiirkondi on aga raske ravida kiiritusraviga – tehnikaga, mis põhineb hapniku juuresolekul tekkivatel vabadel radikaalidel, mis kahjustavad vähirakkudes DNA-d.

Arstid on selle probleemiga tegelenud mitmesuguste lähenemisviisidega – alates radiosensibilisaatoritest, mis suurendavad kiiritusravi mõju hüpoksiliste kasvajate korral, kuni selliste tehnikateni nagu prootonteraapia, mis annab suuri kiirgusdoose. Siiski soovivad teadlased, et oleks võimalik tuvastada hapnikuvaeseid kasvajaid, et ravi saaks kohandada selliste kasvajate tõhusamaks sihtimiseks. Kuid praegused meetodid kasvaja hapnikutaseme mõõtmiseks on invasiivsed, pakuvad piiratud ruumilist teavet või nõuavad radiofarmatseutilisi aineid, mida paljudes kliinilistes tingimustes pole veel võimalik saada.

Mitteinvasiivse hüpoksia pildistamise ja tulevaste bioloogiaga juhitud adaptiivse kiiritusravi uuringute olulise sammuna on teadlased integreerinud meetodi kasvaja hapnikusisalduse mõõtmiseks MR-linaciga, hübriidse MRI skanneri ja kiiritusravi manustamissüsteemiga.

Michael Dubec, magnetresonantstomograafia juhtivteadlane Christie NHS Foundation Trust aastal avaldatud uuringu esimene autor ja Manchesteri ülikooli MR-i uurija füüsik Kiiritusravi ja onkoloogia.

"Selles töös uurisime pikisuunalise lõdvestuskiiruse muutust (R₁) kasvajate korral, mis on põhjustatud 100% hapnikugaasi hingamisest, ”ütleb Dubec. "Varasema immunohistokeemia vastase valideerimistöö põhjal võime öelda, et ΔR₁ tehnikat saab kasutada madala hapnikutasemega seotud kasvajapiirkondade tuvastamiseks.

Hapnikuga võimendatud magnetresonantstomograafia (OE-MRI) skaneerimise ajal hingavad patsiendid puhast hapnikku, mis esialgu seondub hemoglobiiniga, maksimeerides vere hapnikuga küllastumist. Seejärel lahustub igasugune täiendav hapnik vereplasmas ja kudedes, suurendades hapnikumolekulide kontsentratsiooni ja mis viib kiirema pikisuunalise võrgumagnetiseerumise taastumiseni ja suurema pikisuunalise lõdvestumiskiiruseni (R₁).

Teadlased katsetasid hüpoksia pildistamise tehnikat diagnostilise MR-skanneriga tervetel osalejatel ja seejärel pea- ja kaelavähiga osalejatel. Nad tegid ka fantoomuuringuid. Nad lõid pilte, mis näitavad R-i muutust₁ kogu peas ja kaelas ning kasutas huvipakkuva piirkonna analüüse, et mõõta selle kasvajate muutuse ulatust.

Dubec ja tema kolleegid kordasid MR-linaci süsteemi uuringut. Nad järeldavad, et OE-MRI meetodid on korratavad ja reprodutseeritavad MR-linac süsteemides ning annavad "võrdväärse kvaliteediga andmeid" diagnostiliste MR-skannerite andmetega.

"Hapnikuga täiustatud MRI pakub praktilist ja hõlpsasti tõlgitavat tehnikat hapnikusisalduse hindamiseks normaalsetes kudedes ja kasvajates, mida oleme esimest korda näidanud, et seda saab ühendada MR-juhitavate kiiritusravisüsteemidega, ilma et terved vabatahtlikud ja patsiendid oleksid teatanud probleemidest." Dubec ütleb.

Kasvaja hapnikuga varustamise fotoakustiline kaardistamine ennustab kiiritusravi efektiivsust

Kuigi teadlased kasutasid MR-kuvamise järjestust, mis omandab kiiresti 3D-kujutise mahud, märgivad nad, et nende protokoll on endiselt liiga pikk, et sobituda standardse MR-linaci töövooga. Täiendav töö hõlmab perfusioonijärjestust nekrootiliste piirkondade tuvastamiseks ning hindab meetodite ja tulemuste reprodutseeritavust kliinikutes. Dubec ütleb, et valideerimistöö peaks ka R-i muudatusi otseselt siduma₁ väärtus hapniku absoluutse kontsentratsiooni muutustele ja seejärel spetsiifilistele hapnikutasemetele kasvajates.

"Põhimõtteliselt on meie eesmärk arendada ja tõlkida OE-MRI tehnikat, et seda saaks tulevikus kasutada adaptiivse kiiritusravipõhiste kliiniliste uuringute jaoks haiglates, " ütleb Dubec. "OE-MRI tehnikate uurimine ja koostöö tegemine on oluline, et saaksime koguda rohkem tõendeid selle tehnika piirangute ja eeliste kohta ning hinnata selle kasulikkust erinevate kasvajatüüpide puhul."

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoAiStream. Web3 andmete luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• Tuleviku rahapaja Adryenn Ashley. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/towards-combined-hypoxia-imaging-and-adaptive-radiotherapy/