È richiesta cautela: l'anestesia con ossigeno supplementare può avere un impatto sulla terapia protonica - Physics World

<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="Proteggere il cervello Uno studio preclinico ha dimostrato la necessità di ottimizzare i protocolli di anestesia e ossigeno supplementare quando si utilizza la terapia protonica convenzionale o FLASH per trattare i tumori cerebrali. (Per gentile concessione di iStock/herjua)”>

Molti bambini che ricevono terapia protonica per tumori al cervello lo fanno in anestesia generale o sedazione, un approccio che garantisce un posizionamento riproducibile e una somministrazione mirata di radiazioni. Possono anche ricevere ossigeno supplementare, che riduce il rischio di effetti avversi legati all'uso dell'anestesia generale.

Tuttavia, fino a poco tempo fa non c’erano studi che valutassero l’impatto di questo ossigeno supplementare – che modifica la saturazione di ossigeno nel sangue durante l’irradiazione – nella terapia protonica convenzionale o FLASH (ultra high dose rate).

Comprendere l’impatto dell’ossigeno supplementare è fondamentale, afferma Yolanda Prezado, CNRS direttore della ricerca e leader del gruppo dei nuovi approcci in radioterapia (NARA) squadra con sede a Institut Curie. Sebbene negli studi preclinici sia stato riportato che la radioterapia FLASH riduce le complicanze, la maggior parte degli studi sono stati eseguiti con fasci di elettroni anziché di protoni. E i meccanismi alla base dei cambiamenti cognitivi indotti dalle radiazioni sono poco conosciuti.

"Deficit cognitivi sono stati segnalati in alcuni sopravvissuti a tumori cerebrali pediatrici", afferma Prezado. “Abbiamo pensato che fosse una buona idea cercare di comprendere la normale risposta del cervello [nei ratti] ai fasci di terapia protonica. E la motivazione ancora più importante era che non c’era mai stato uno studio sistematico sull’impatto dell’anestesia sui pazienti. Ciò che abbiamo visto nel nostro studio è che ciò potrebbe indurre complicazioni”.

Il team di Prezado ha collaborato con radioterapisti e anestesisti per osservare gli effetti dell'ossigeno supplementare nei ratti. Nello studio, 36 ratti sono stati divisi in “con glioblastoma” e “senza glioblastoma” e in anestesia (“no O₂”) e l’anestesia con ossigeno supplementare (“con O₂"). Gli animali hanno ricevuto una singola dose unilaterale di radiazione protonica (25 o 15 Gy, una dose simile a quella utilizzata nei precedenti studi FLASH sugli elettroni) a un rateo di dose convenzionale (4 Gy/s) o a un rateo di dose FLASH (257 Gy/ s) utilizzando un fascio di protoni clinici da 226 MeV. La dosimetria del film è stata utilizzata per verificare le condizioni di irradiazione.

I ricercatori, riportando i loro risultati in Medicina delle comunicazioni, hanno scoperto che l'ossigeno supplementare aveva un impatto negativo sia sulla funzione che sulla struttura del tessuto cerebrale normale dei ratti in seguito sia alla terapia FLASH che alla terapia protonica convenzionale. I ratti sottoposti a terapia protonica FLASH con ossigeno supplementare presentavano il più alto livello di danno cerebrale osservato alla risonanza magnetica (utilizzando un magnete preclinico da 7 T con contrasto Gd-DOTA), all'istologia e ai test comportamentali. Gli animali trattati con FLASH senza ossigeno supplementare presentavano il grado più basso di danno cerebrale. Nonostante la riduzione degli effetti collaterali in questo gruppo, è stato comunque osservato danno al tessuto cerebrale dopo una dose terapeutica per gliomi nei ratti (25 Gy).

Come riportato in altri studi, la terapia protonica FLASH ha comportato un risparmio di memoria rispetto all’irradiazione protonica convenzionale. Ma l’incorporazione di ossigeno supplementare ha avuto effetti dannosi sulla memoria di riconoscimento dopo la terapia protonica convenzionale e FLASH. Questi effetti persistevano sei mesi dopo l’irradiazione. Tali osservazioni, affermano i ricercatori, sono coerenti con i dati precedentemente pubblicati sulla terapia FLASH con elettroni: uno studio lo ha dimostrato l'ossigeno supplementare ha soppresso l'effetto protettivo FLASH sulla funzione cognitiva due mesi dopo l'irradiazione.

Ossigeno supplementare e terapie combinate

Il gruppo di ricerca ha inoltre identificato una relazione precedentemente non osservata tra la saturazione di ossigeno, il dosaggio e la risposta immunitaria indotta dalle radiazioni. In generale, elevate concentrazioni di ossigeno supplementare hanno impedito l’infiltrazione delle cellule immunitarie nel tumore, ma l’infiltrazione tumorale delle cellule immunitarie dopo la terapia protonica FLASH è stata meno influenzata rispetto alla terapia protonica convenzionale.

Questa scoperta, affermano i ricercatori, dimostra che l’integrazione di ossigeno è meno influente nella terapia protonica FLASH rispetto alla terapia protonica convenzionale e suggerisce che i percorsi di regolazione immunitaria indotti dalle radiazioni sono sensibili alla dose del fascio di protoni.

Una possibile spiegazione alternativa per alcuni dei risultati dei ricercatori potrebbe essere la perossidazione lipidica dei fosfolipidi, che ha dimostrato di alterare la segnalazione cellulare, la disfunzione o la morte e potrebbe essere coinvolta nell'invecchiamento del cervello. Sebbene la perossidazione lipidica (una maggiore probabilità di ricombinazione biomolecolare degli acidi grassi che hanno perso uno ione idrogeno dal radicale OH) non sia stata dimostrata dopo FLASH, i ricercatori suggeriscono di effettuare uno studio.

FLASH protonico shoot-through: un approccio efficace al trattamento del tumore al cervello

I limiti dello studio includono una piccola dimensione del campione e il fatto che nessun parametro ossidativo è stato monitorato sperimentalmente. Tuttavia, i ricercatori affermano che sperano che la loro ricerca spinga i medici a esaminare gli attuali protocolli di anestesia e a rivederli per ridurre gli effetti collaterali neurocognitivi sia della terapia protonica convenzionale che di quella FLASH. Dovrebbe essere considerato anche il potenziale impatto dell’ossigeno supplementare sull’infiltrazione delle cellule immunitarie con terapie combinate, come la radioimmunoterapia.

"Quello che penso sia rilevante fare è una valutazione retrospettiva dei pazienti pediatrici trattati con radioterapia", afferma Prezado. “Questo [studio] è stato un avvertimento ai medici per dire che è necessario ottimizzare i protocolli… Il punto principale è sollevare alcune preoccupazioni, sollevare il punto sui potenziali effetti dell’anestesia e dell’ossigeno supplementare. Questo è stato discusso per altri motivi nella comunità medica... ma ha sollevato un punto interrogativo: dobbiamo pensare all'anestesia per i pazienti quando vengono valutati... La comunità diceva che FLASH può essere meraviglioso per i pazienti pediatrici, ma vedendo il risultati, penso che siano ancora necessarie ulteriori valutazioni”.

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/caution-required-anaesthesia-with-supplemental-oxygen-can-impact-proton-therapy/