Kohti yhdistettyä hypoksiakuvausta ja mukautuvaa sädehoitoa

Nopeasti kasvava kasvain ei pysty toimittamaan happea kaikille alueilleen. Tuloksena olevia happipuutteita kasvainalueita on kuitenkin vaikea hoitaa sädehoidolla, tekniikalla, joka perustuu hapen läsnä ollessa tuotettuihin vapaisiin radikaaleihin vahingoittamaan DNA:ta syöpäsoluissa.

Kliinikot ovat ratkaisseet tätä ongelmaa useilla eri lähestymistavoilla – säteilyherkistyksistä, jotka tehostavat sädehoidon vaikutuksia hypoksisissa kasvaimissa, tekniikoihin, kuten protonihoitoon, joka tuottaa suuria säteilyannoksia. Silti tutkijat haluavat pystyä tunnistamaan happea tarvitsevia kasvaimia, jotta hoitoja voidaan säätää kohdistamaan tällaisiin kasvaimiin tehokkaammin. Mutta nykyiset tekniikat kasvaimen happipitoisuuksien mittaamiseksi ovat invasiivisia, tarjoavat rajoitettua paikkatietoa tai edellyttävät radiofarmaseuttisia aineita, joita ei vielä voida saada monissa kliinisissä olosuhteissa.

Tärkeänä vaiheena ei-invasiivisessa hypoksiakuvauksessa ja tulevissa biologiaohjatuissa adaptiivisissa sädehoitotutkimuksissa tutkijat ovat integroineet tekniikan, jolla mitataan kasvaimen hapetusta MR-linacilla, hybridi-MRI-skannerilla ja sädehoidon jakelujärjestelmällä.

Michael Dubec, johtava tutkija magneettikuvauksessa Christie NHS Foundation Trust ja MR-tutkimusfyysikko Manchesterin yliopistossa, on ensimmäinen kirjoittaja tutkimuksessa, joka julkaistiin vuonna Sädehoito ja onkologia.

"Tässä työssä tutkimme pituussuuntaisen rentoutumisnopeuden muutosta (R₁) kasvaimissa, jotka ovat aiheutuneet 100 % happikaasun hengityksestä”, Dubec sanoo. "Aiemman immunohistokemian vastaisen validointityön perusteella voimme sanoa, että ΔR₁ tekniikkaa voidaan käyttää sellaisten kasvainalueiden tunnistamiseen, jotka liittyvät alhaisiin happitasoihin."

Happitehostetussa magneettikuvauksessa (OE-MRI) potilaat hengittävät puhdasta happea, joka aluksi sitoutuu hemoglobiiniin ja maksimoi veren happisaturaation. Kaikki ylimääräinen happi liukenee sitten veriplasmaan ja kudoksiin, mikä lisää happimolekyylien pitoisuutta ja johtaa nopeampaan pitkittäiseen verkkomagnetoitumisen palautumiseen ja suurempaan pitkittäiseen rentoutumisnopeuteen (R₁).

Tutkijat testasivat hypoksiakuvaustekniikkaa diagnostisella MR-skannerilla terveillä osallistujilla ja sitten osallistujilla, joilla oli pään ja kaulan syöpiä. He tekivät myös haamututkimuksia. He loivat kuvia, joissa näkyy muutos R:ssä₁ koko pään ja kaulan alueella ja käytti kiinnostavan alueen analyyseja mitatakseen tämän muutoksen suuruutta kasvaimissa.

Dubec ja kollegat toistivat tutkimuksen MR-linac-järjestelmällä. He päättelevät, että OE-MRI-menetelmät ovat toistettavissa ja toistettavissa MR-linac-järjestelmissä, ja ne tarjoavat "vastaavia laatutietoja" diagnostisilla MR-skannereilla hankitun tiedon kanssa.

"Happitehostettu MRI tarjoaa käytännöllisen ja helposti käännettävän tekniikan normaalien kudosten ja kasvainten happipitoisuuden arvioimiseksi, ja olemme ensimmäistä kertaa osoittaneet, että ne voidaan liittää MR-ohjattuihin sädehoitojärjestelmiin ilman terveiden vapaaehtoisten ja potilaiden raportoimia ongelmia." Dubec sanoo.

Kasvaimen hapetuksen fotoakustinen kartoitus ennustaa sädehoidon tehokkuutta

Vaikka tutkijat käyttivät MR-kuvaussekvenssiä, joka hankkii 3D-kuvavolyymit nopeasti, he huomauttavat, että heidän protokollansa on edelleen liian pitkä sopimaan normaaliin MR linac -työnkulkuun. Lisätyö sisältää perfuusiosekvenssin nekroottisten alueiden tunnistamiseksi ja arvioi menetelmien ja tulosten toistettavuutta eri klinikoilla. Dubec sanoo, että validointityön tulisi myös linkittää suoraan muutokset R:ssä₁ arvo absoluuttisen happipitoisuuden muutoksiin ja sitten kasvainten spesifisiin happitasoihin.

"Pohjimmiltaan pyrimme kehittämään ja kääntämään OE-MRI-tekniikkaa, jotta sitä voidaan käyttää adaptiiviseen sädehoitoon perustuviin kliinisiin tutkimuksiin sairaaloissa tulevaisuudessa", Dubec sanoo. "On tärkeää, että useammat laitokset tutkivat ja tekevät yhteistyötä OE-MRI-tekniikoiden kanssa, jotta voimme kerätä enemmän todisteita tämän tekniikan rajoituksista ja eduista ja arvioida sen hyödyllisyyttä eri kasvaintyypeissä."

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• Tulevaisuuden lyöminen Adryenn Ashley. Pääsy tästä.
• Lähde: https://physicsworld.com/a/towards-combined-hypoxia-imaging-and-adaptive-radiotherapy/