Uno sguardo al futuro della radioterapia

Quali innovazioni avranno il maggiore impatto in radioterapia entro il 2030? Questa è stata la domanda posta nella sessione conclusiva della scorsa settimana ESTRO 2022 congresso; e cinque esperti si sono fatti avanti per rispondere.

Come spesso si vede nelle sessioni ESTRO in stile dibattito, la competizione è stata intensa e gli espedienti sono stati abbondanti, con tutti i titoli di discorsi basati su film e una decisa svolta fantascientifica. Prima dell'inizio della battaglia, il pubblico ha votato per la loro innovazione preferita in base ai titoli della presentazione. Questo voto di apertura ha messo come vincitore l'adattamento personalizzato tra le frazioni. Ma i relatori potrebbero far cambiare idea al pubblico?

Io Robot

Il primo è stato Yatman Tsang del Mount Vernon Cancer Center nel Regno Unito, a cui è stato affidato il compito di sostenere che entro il 2030 l'automazione avrà sostituito gli esseri umani nella maggior parte degli aspetti del percorso di radioterapia.

"Quando mi è stato dato per la prima volta l'argomento, ho messo 'Io Robot' in Google. Ho deciso che invece di fare le mie diapositive, avrei rivisto il film, per cercare spunti per il mio discorso", ha ammesso. "Poi ho pensato, in realtà il mio lavoro è abbastanza facile, mi limiterò a presentare i fatti e loro voteranno per me".

Così Tsang ha iniziato sottolineando la prevalenza dell'automazione nella nostra routine quotidiana. È disponibile un'ampia gamma di tecnologie per ridurre l'intervento umano e aumentare l'efficienza in vari compiti. Gli esempi includono sensori che controllano luci o scale mobili per risparmiare energia o carte di pagamento contactless. "Tutta questa automazione è già incorporata nella vita quotidiana e la conosciamo molto bene", ha affermato.

Passando all'automazione nella radioterapia, Tsang ha spiegato che il percorso della radioterapia - una serie di processi eseguiti per fornire il trattamento - è ampio, complicato e coinvolge molte persone in ruoli diversi. Ha suggerito che l'automazione e la robotica potrebbero svolgere alcune delle attività che richiedono tempo in questo percorso, liberando il tempo delle persone per investire altrove.

Tsang ha osservato che l'automazione in radioterapia è un argomento popolare, con il numero di studi pubblicati su questo tema in aumento da 30 nel 2011 a 381 nel 2021 e molti discorsi in questo settore al congresso ESTRO. Ha ammesso che alcuni colleghi sono meno entusiasti dell'idea di automazione, pensando che le macchine potrebbero non svolgere compiti come gli esseri umani. "Ma siamo noi a decidere cosa, quando e come utilizzare l'automazione", ha sottolineato. "Dovremmo lasciare che le macchine svolgano i lunghi compiti che progettiamo per loro".

"L'automazione è ovunque", ha concluso. "E mentre gli altri membri del panel tengono i loro discorsi, voglio sottolineare che l'automazione sarà la più grande innovazione per aiutare tutti e quattro a raggiungere i risultati che vogliono ottenere".

Inter(frazione)stellare

Il secondo oratore, Stine Korremann dell'Università di Aarhus in Danimarca, ha proposto che in futuro ogni obiettivo, ogni piano e ogni frazione saranno adattati ai singoli modelli di rischio e risposta.

Korreman ha iniziato condividendo un'immagine scattata con una nuova modalità di imaging, contenente molte nuove informazioni difficili da interpretare. È stata, infatti, la prima immagine inviata sulla Terra dal telescopio James Webb. Ha spiegato che lo stesso tipo di situazione può verificarsi in campo medico quando si incontrano nuove modalità o altre nuove informazioni difficili da interpretare e poco chiare su come utilizzare.

"Possiamo prendere due strade", ha detto. "Il Interstellar percorso, dove guardiamo a queste come opportunità: tante informazioni, tanto da esplorare. O il Non guardare in alto percorso: 'queste sono tante informazioni, non le capiamo, atteniamoci a ciò che sappiamo'. Certo, vorrei proporre il percorso Interstellare".

I pazienti vogliono sapere come i test eseguiti su di loro vengono utilizzati per personalizzare il loro trattamento, se le scansioni eseguite ogni giorno vengono utilizzate per migliorare il loro piano e se viene presa in considerazione la risposta tumorale misurata. "Al momento, non lo stiamo davvero facendo", ha detto Korreman. "Il nostro obiettivo dovrebbe essere la radioterapia completamente personalizzata in cui eseguiamo la profilazione del rischio per la prescrizione iniziale di ogni paziente, la definizione del target basata sul rischio, inclusa la diffusione microscopica, e la pittura della dose per indirizzare ogni parte del paziente con la giusta quantità di dose".

Citando il programma ESTRO 2022, ha notato che molti ricercatori stanno già sviluppando l'adattamento e la personalizzazione per ogni parte della catena di trattamento delle radiazioni. In definitiva, la combinazione di tutta questa ricerca consentirà l'intera catena della radioterapia personalizzata, con ogni target, piano e frazione adattati a ciascun paziente.

"Abbiamo la scelta di seguire il percorso Interstellare, esplorarlo e metterlo alla prova, o di non alzare lo sguardo e attenerci a ciò che sappiamo", ha concluso Korreman. “Io dico di non far sparire tutte le informazioni in un buco nero. Invece, anche se può essere difficile da usare e da interpretare, usa queste informazioni per personalizzare la radioterapia a ogni livello per ogni paziente”.

Rogue One (fino a cinque) 

Il prossimo, Albero di Alison del Royal Marsden/Institute of Cancer Research del Regno Unito ha spiegato perché tutta la radioterapia dovrebbe essere somministrata in un massimo di cinque frazioni.

Con l'obiettivo di influenzare il voto del pubblico, Tree ha lasciato il famigerato Scansione di apertura di Star Wars sostenere la causa per lei, introducendo l'idea di una guerra contro trattamenti radioterapici inutilmente lunghi. Invece, ha spiegato il crawl, dovremmo usare la forza in soli tre o cinque giorni, per fornire una nuova speranza: un mondo in cui il cancro può essere curato in meno di una settimana.

Tree ha spiegato che l'idea del frazionamento è nata quasi 100 anni fa, quando Claudio Regaud studiato se l'irradiazione potrebbe causare sterilità negli arieti. Osservò che dopo aver somministrato una grande dose di radiazioni, lo sperma veniva ancora prodotto, ma che molte piccole dosi di radiazioni interrompevano efficacemente la spermatogenesi. "Andrebbe bene se il nostro obiettivo fosse impedire agli arieti di avere bambini, ma in realtà stiamo cercando di curare il cancro", ha sottolineato.

Inoltre, le odierne tecnologie di radioterapia possono fornire una dose così precisa che i rapporti α/β che definiscono la sensibilità alla dose del tumore e dei tessuti sani non contano davvero. Allora perché i pazienti continuano a ricevere la radioterapia per più di cinque giorni, viaggiando negli ospedali ogni giorno della settimana per settimane e settimane?

Tree ha citato l'ampio corpus di prove che dimostrano che l'ipofrazionamento è efficace e fattibile nei tipi di tumore più comuni. La radioterapia al seno può essere eseguita in sicurezza in cinque frazioni, ad esempio, e i trattamenti alla prostata che utilizzano meno frazioni sono altrettanto efficaci.

E quanto in basso possiamo andare? Le squadre del Royal Marsden e altrove stanno studiando la radioterapia corporea stereotassica della prostata a due frazioni, con adattamento guidato dalla risonanza magnetica per tutte le frazioni. "Sono i primi giorni, ma finora tutto bene", ha detto Tree. Stanno anche iniziando gli studi sulla radioterapia ablativa a dose singola nelle oligometastasi e nel carcinoma polmonare primario. "Sarebbe un vero cambiamento, essere in grado di vedere, diagnosticare e curare il paziente tutto in un giorno", ha osservato.

Tree ha concluso esortando il pubblico a pensare agli orsi polari. “Abbiamo modellato che se scendessi da 20 a cinque frazioni, solo nel Regno Unito e solo per il cancro alla prostata, risparmieresti 3.5 milioni di chilogrammi di CO₂ oltre un anno. L'ipofrazionamento farà la differenza per i pazienti entro il 2030 e salverà il pianeta".

FLASH (Gordon)

Altoparlante numero quattro, Pierre Montay-Grüel, dell'Università di Anversa e dell'Iridium Network in Belgio, ha presentato una conferenza dal titolo FLASH: Salverà ognuno di noi. "Da quando mi è stato dato questo titolo, ho avuto questa canzone nella mia testa", ha detto.

Per ESTRO, tuttavia, FLASH è definito come radioterapia erogata estremamente velocemente a un tasso di dose ultra elevato utilizzando elettroni, fotoni o particelle. "La cosa sorprendente di FLASH è che non induce i classici schemi di tossicità indotti dalle radiazioni sui tessuti normali, ma ha un'elevata efficacia tumorale", ha spiegato Montay-Gruel. "Ciò potrebbe consentire di aumentare la finestra terapeutica nella radioterapia, ed è quello che tutti nella stanza qui hanno cercato di fare per anni".

Era il 2014 quando Vincent Favaudon e colleghi prima dimostrato che l'aumento della dose può proteggere il tessuto normale senza compromettere l'efficacia antitumorale. "Ora FLASH è ovunque e tutti ne parlano", ha affermato Montay-Gruel, sottolineando il gran numero di discorsi FLASH all'ESTRO quest'anno, con i partecipanti che si riversano fuori dagli auditorium. "FLASH fa parlare, discutere, fare brainstorming, essere curiosi e questo è ciò di cui abbiamo bisogno sul campo."

È importante sottolineare che FLASH è già in fase di sperimentazione clinica, con il primo paziente trattato per linfoma cutaneo nel 2019, presso l'ospedale universitario di Losanna. Gli studi attuali stanno esaminando il FLASH protonico per le metastasi ossee, il FLASH a fascio di elettroni per le metastasi cutanee e sono previsti altri studi, come il trattamento del cancro al seno mediante radioterapia intraoperatoria.

Ma restano molte domande. I radiobiologi, ad esempio, devono studiare la normale tossicità dei tessuti e i meccanismi di uccisione del tumore e valutare quali modelli utilizzare. I fisici devono concentrarsi sulla dosimetria, sulla progettazione di nuovi sistemi di irradiazione e sull'ottimizzazione della pianificazione del trattamento. I medici, nel frattempo, devono decidere quale modalità di trattamento utilizzare e quali tipi di tumore trattare. "Abbiamo molto lavoro da fare, ma abbiamo uno strumento di ricerca molto potente", ha affermato Montay-Gruel. “La radioterapia FLASH è un nuovo strumento per i medici, ma anche per i ricercatori, ed è sorprendente”

Tornando a FLASH "salvando ognuno di noi", Montay-Gruel ha definito "noi" professionisti dell'oncologia delle radiazioni, che FLASH salverà rinnovando il campo della ricerca e innescando la creatività, e anche i pazienti, che potrebbero forse essere salvati dal cancro. "Siamo onesti, FLASH non sostituirà 100 anni di tecniche di radioterapia", ha detto. "Ma spero che ci aiuterà a rinnovare quelle tecniche e un giorno ci aiuterà a curare il cancro".

La matrice

L'ultimo relatore della sessione è stato Jean-Emmanuel Bibault, dell'Université de Paris in Francia, che ha affermato che in futuro le decisioni terapeutiche e la gestione ottimale della radioterapia si baseranno su big data e cloud computing. “Ne parlerò la matrice – in pratica è solo il cloud computing per una decisione ottimale sul trattamento”, ha spiegato.

Oggi sono disponibili numerose nuove terapie e nuovi biomarcatori ed è essenziale scegliere quelli giusti per trattare ogni paziente in modo ottimale. Stiamo anche entrando nell'era dei big data, ha detto Bibault, e qui stiamo solo raschiando la superficie. "Abbiamo molti trattamenti e avremo un'enorme quantità di dati e non abbiamo idea di cosa dovremmo farne", ha detto.

Con il cervello umano in grado di prendere decisioni ottimali solo considerando fino a cinque variabili, i nostri cervelli sono già saturi, ha sottolineato Bibault. Per fortuna, abbiamo il cloud computing. “Attualmente stiamo costruendo sistemi in grado di prendere decisioni molto migliori di noi. La nostra responsabilità è che dobbiamo usarli per i pazienti", ha spiegato. "Non possiamo semplicemente rifiutare l'IA o il cloud computing perché abbiamo paura di perdere il lavoro".

La transizione al cloud computing incontrerà senza dubbio degli ostacoli lungo il percorso. Bibault ha osservato che alcuni medici temono di non avere scelte da fare, funzionando solo come una specie di robot. Ma ha sottolineato che la radioterapia funziona già all'interno di serie di linee guida, che sono essenziali per i pazienti, e ha previsto che la situazione non sarà così diversa da quella odierna.

Entro il 2030, ha ammesso Bibault, è probabile che tutta la radioterapia sarà automatizzata, personalizzata e ipofrazionata e che FLASH ci salverà. "Ma l'innovazione che pilota tutto ciò sarà la decisione sul trattamento e il cloud computing", ha affermato. "Proprio come Neo imparò il Kung Fu con un solo pulsante, voglio imparare a trattare i miei pazienti con un solo clic di un pulsante.

Dopo le cinque presentazioni, i partecipanti all'ESTRO sono stati invitati a riconsiderare le loro precedenti selezioni. I risultati hanno rivelato che Alison Tree potrebbe aver usato la forza per far cambiare idea al pubblico, con l'ipofrazionamento che ha chiaramente vinto il voto finale. Tree è stato premiato con il premio di un Microfighter Lego Millennium Falcon. Non vedo l'ora di vedere cosa esce con ESTRO l'anno prossimo a Vienna.

Il post Uno sguardo al futuro della radioterapia apparve prima Mondo della fisica.

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/a-glimpse-into-the-future-of-radiation-therapy/