Menuju gabungan pencitraan hipoksia dan radioterapi adaptif

Tumor yang berkembang pesat tidak dapat mengirimkan oksigen ke semua wilayahnya. Daerah tumor yang kekurangan oksigen yang dihasilkan, bagaimanapun, sulit diobati dengan terapi radiasi, sebuah teknik yang bergantung pada radikal bebas yang diproduksi dengan adanya oksigen untuk merusak DNA dalam sel kanker.

Dokter telah menangani masalah ini dengan berbagai pendekatan – mulai dari radiosensitizer yang meningkatkan efek radioterapi pada tumor hipoksia hingga teknik seperti terapi proton yang memberikan dosis radiasi tinggi. Meski begitu, para peneliti ingin dapat mengidentifikasi tumor yang kekurangan oksigen sehingga pengobatan dapat disesuaikan untuk menargetkan tumor tersebut secara lebih efektif. Tetapi teknik saat ini untuk mengukur kadar oksigen tumor bersifat invasif, memberikan informasi spasial yang terbatas atau memerlukan radiofarmasi yang belum dapat diperoleh di banyak pengaturan klinis.

Dalam langkah penting untuk pencitraan hipoksia non-invasif dan studi radioterapi adaptif yang dipandu biologi di masa depan, para peneliti telah mengintegrasikan teknik untuk mengukur oksigenasi tumor dengan MR-LINAC, pemindai MRI hibrida, dan sistem pengiriman radioterapi.

Michael Dubec, seorang ilmuwan utama dalam pencitraan resonansi magnetik di Kepercayaan Yayasan Christie NHS dan fisikawan riset MR di The University of Manchester, adalah penulis pertama studi tersebut, yang diterbitkan di Radioterapi dan Onkologi.

“Dalam karya ini kami menyelidiki perubahan tingkat relaksasi longitudinal (R₁) pada tumor yang diinduksi oleh pernapasan gas oksigen 100%,” kata Dubec. “Berdasarkan pekerjaan validasi sebelumnya terhadap imunohistokimia, kita dapat mengatakan bahwa ΔR₁ teknik dapat digunakan untuk mengidentifikasi daerah tumor yang terkait dengan kadar oksigen rendah.”

Selama pemindaian magnetic resonance imaging (OE-MRI) yang ditingkatkan oksigen, pasien menghirup oksigen murni, yang awalnya berikatan dengan hemoglobin, memaksimalkan saturasi oksigen darah. Setiap oksigen tambahan kemudian larut dalam plasma darah dan jaringan, meningkatkan konsentrasi molekul oksigen dan menyebabkan pemulihan magnetisasi jaring longitudinal yang lebih cepat dan tingkat relaksasi longitudinal yang lebih besar (R₁).

Para peneliti menguji teknik pencitraan hipoksia menggunakan pemindai MR diagnostik, pada peserta sehat dan kemudian peserta dengan kanker kepala dan leher. Mereka juga melakukan studi hantu. Mereka membuat gambar yang menunjukkan perubahan dalam R₁ di seluruh kepala dan leher, dan menggunakan analisis wilayah untuk mengukur besarnya perubahan tumor ini.

Dubec dan rekan mengulangi penelitian pada sistem MR-LINAC. Mereka menyimpulkan bahwa metode OE-MRI dapat diulang dan direproduksi pada sistem MR-LINAC dan memberikan “kualitas data yang setara” dengan yang diperoleh pada pemindai MR diagnostik.

“MRI dengan peningkatan oksigen menawarkan teknik yang praktis dan mudah diterjemahkan untuk menilai oksigenasi pada jaringan normal dan tumor yang kami miliki, untuk pertama kalinya, ditunjukkan dapat dimasukkan ke dalam sistem radioterapi yang dipandu MR tanpa masalah yang dilaporkan dari sukarelawan dan pasien yang sehat,” kata Dubec.

Pemetaan fotoakustik oksigenasi tumor memprediksi kemanjuran radioterapi

Meskipun para peneliti menggunakan urutan pencitraan MR yang memperoleh volume gambar 3D dengan cepat, mereka mencatat bahwa protokol mereka masih terlalu panjang untuk masuk ke dalam alur kerja LINAC MR standar. Pekerjaan tambahan akan menggabungkan urutan perfusi untuk mengidentifikasi daerah nekrotik dan akan mengevaluasi reproduktifitas metode dan hasil di seluruh klinik. Dubec mengatakan bahwa pekerjaan validasi juga harus secara langsung menghubungkan perubahan di R₁ nilai untuk perubahan konsentrasi oksigen absolut dan kemudian ke tingkat oksigen spesifik pada tumor.

“Pada dasarnya, kami bertujuan untuk mengembangkan dan menerjemahkan teknik OE-MRI sehingga dapat digunakan untuk uji klinis berbasis radioterapi adaptif di rumah sakit di masa mendatang,” kata Dubec. “Memiliki lebih banyak institusi menyelidiki, dan berkolaborasi, teknik OE-MRI penting agar kami dapat mengumpulkan lebih banyak bukti tentang keterbatasan dan manfaat teknik ini, dan menilai kegunaannya dalam berbagai jenis tumor.”

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoAiStream. Kecerdasan Data Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Mencetak Masa Depan bersama Adryenn Ashley. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/towards-combined-hypoxia-imaging-and-adaptive-radiotherapy/