Voorzichtigheid geboden: anesthesie met aanvullende zuurstof kan de protonentherapie beïnvloeden – Physics World

Voorzichtigheid geboden: anesthesie met aanvullende zuurstof kan de protonentherapie beïnvloeden – Physics World

Tijdstempel: 22 januari 2024 4:30 uur

<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="Het beschermen van de hersenen Een preklinische studie heeft de noodzaak aangetoond om de anesthesie en aanvullende zuurstofprotocollen te optimaliseren bij gebruik van conventionele of FLASH-protonentherapie om hersentumoren te behandelen. (Met dank aan iStock/herjua)”> Kind dat anesthesie krijgt
Het beschermen van de hersenen Een preklinisch onderzoek heeft de noodzaak aangetoond om de anesthesie en aanvullende zuurstofprotocollen te optimaliseren bij gebruik van conventionele of FLASH-protonentherapie om hersentumoren te behandelen. (Met dank aan iStock/herjua)

Veel kinderen die protonentherapie voor hersentumoren krijgen, doen dit onder algemene anesthesie of sedatie, een aanpak die een reproduceerbare positionering en doelgerichte toediening van straling garandeert. Ze kunnen ook aanvullende zuurstof krijgen, waardoor het risico op bijwerkingen die verband houden met het gebruik van algemene anesthesie wordt verminderd.

Toch waren er tot voor kort geen onderzoeken naar de impact van deze aanvullende zuurstof – die de zuurstofverzadiging in het bloed verandert tijdens bestraling – bij conventionele of FLASH-protonentherapie (ultrahigh dose rate).

Het begrijpen van de impact van aanvullende zuurstof is van cruciaal belang, zegt Yolanda Prezado, CNRS onderzoeksdirecteur en groepsleider van de nieuwe benaderingen in radiotherapie (NARA) team gebaseerd op Institut Curie. Hoewel in preklinische onderzoeken FLASH-bestralingstherapie is gerapporteerd om complicaties te verminderen, zijn de meeste onderzoeken uitgevoerd met elektronenstralen – in plaats van met protonenstralen. En de mechanismen die ten grondslag liggen aan door straling geïnduceerde cognitieve veranderingen worden slecht begrepen.

“Er zijn cognitieve tekorten gemeld bij sommige overlevenden van hersentumoren bij kinderen”, zegt Prezado. “We dachten dat het een goed idee was om te proberen de normale hersenreactie [bij ratten] te begrijpen met behulp van protontherapiestralen. En een nog belangrijker motivatie was dat er nooit systematisch onderzoek is gedaan naar de impact van anesthesie bij patiënten. Wat we in ons onderzoek hebben gezien, is dat dit complicaties kan veroorzaken.”

Prezado's team werkte samen met radiotherapeuten en anesthesiologen om de effecten van extra zuurstof bij ratten te observeren. In het onderzoek werden 36 ratten verdeeld in “met glioblastoom” en “zonder glioblastoom” en anesthesie (“geen O2”) en anesthesie met aanvullende zuurstof (“met O2”) groepen. De dieren ontvingen een enkele eenzijdige dosis protonenstraling (25 of 15 Gy, een dosis vergelijkbaar met die gebruikt in eerdere elektronen-FLASH-onderzoeken) met een conventioneel dosistempo (4 Gy/s) of een FLASH-dosistempo (257 Gy/s). s) met behulp van een klinische protonenbundel van 226 MeV. Filmdosimetrie werd gebruikt om de bestralingsomstandigheden te verifiëren.

De onderzoekers rapporteren hun resultaten in Communicatie geneeskundevonden dat aanvullende zuurstof een nadelige invloed had op zowel de functie als de structuur van het normale hersenweefsel van ratten na zowel FLASH als conventionele protonentherapie. Ratten die FLASH-protonentherapie met aanvullende zuurstof kregen, hadden het hoogste niveau van hersenletsel waargenomen bij MRI (met behulp van een preklinische magneet van 7 T met Gd-DOTA-contrast), histologie en gedragstests. Dieren behandeld met FLASH zonder aanvullende zuurstof hadden de laagste graad van hersenletsel. Ondanks verminderde bijwerkingen in deze groep werd er nog steeds schade aan het hersenweefsel waargenomen na een therapeutische dosis voor gliomen bij ratten (25 Gy).

Zoals gerapporteerd in andere onderzoeken resulteerde FLASH-protonentherapie in geheugenbesparing vergeleken met conventionele protonenbestraling. Maar het inbouwen van aanvullende zuurstof had nadelige effecten op het herkenningsgeheugen na zowel conventionele als FLASH-protonentherapie. Deze effecten hielden zes maanden na de bestraling aan. Dergelijke observaties komen volgens de onderzoekers overeen met eerder gepubliceerde gegevens over elektronen-FLASH-therapie – één onderzoek toonde dat aan aanvullende zuurstof onderdrukte het beschermende FLASH-effect op de cognitieve functie twee maanden na de bestraling.

Aanvullende zuurstof- en combinatietherapieën

Het onderzoeksteam identificeerde ook een eerder niet waargenomen verband tussen zuurstofverzadiging, dosistempo en door straling geïnduceerde immuunrespons. Over het algemeen voorkwamen hoge concentraties aanvullende zuurstof de infiltratie van immuuncellen in de tumor, maar de tumorinfiltratie van immuuncellen na FLASH-protontherapie werd minder beïnvloed dan bij conventionele protontherapie.

Deze bevinding, zo zeggen de onderzoekers, toont aan dat zuurstofsuppletie minder invloed heeft op FLASH-protonentherapie dan op conventionele protonentherapie en suggereert dat door straling geïnduceerde immuunregulerende routes gevoelig zijn voor de protonenbundeldosis.

Een mogelijke alternatieve verklaring voor sommige resultaten van de onderzoekers zou lipideperoxidatie van fosfolipiden kunnen zijn, waarvan is aangetoond dat het de celsignalering, disfunctie of dood verandert, en mogelijk betrokken is bij hersenveroudering. Hoewel lipideperoxidatie (een verhoogde kans op biomoleculaire recombinatie van vetzuren die een waterstofion uit het OH-radicaal hebben verloren) niet is aangetoond na FLASH, suggereren de onderzoekers dat er een onderzoek moet worden uitgevoerd.

Beperkingen van het onderzoek zijn onder meer een kleine steekproefomvang en dat er experimenteel geen oxidatieve parameters werden gecontroleerd. Toch zeggen de onderzoekers dat ze hopen dat hun onderzoek artsen ertoe aanzet de huidige anesthesieprotocollen te onderzoeken en deze te herzien om de neurocognitieve bijwerkingen van zowel conventionele als FLASH-protonentherapie te verminderen. De potentiële impact van aanvullende zuurstof op de infiltratie van immuuncellen met combinatietherapieën, zoals radio-immunotherapie, moet ook in overweging worden genomen.

"Wat ik denk dat het relevant is om te doen is een retrospectieve evaluatie van pediatrische patiënten die worden behandeld met radiotherapie", zegt Prezado. “Deze [studie] was een waarschuwing voor artsen om te zeggen dat u uw protocollen moet optimaliseren… Het belangrijkste punt is om enkele zorgen te uiten, om het punt over de mogelijke effecten van anesthesie en aanvullende zuurstof naar voren te brengen. Dit is om andere redenen in de medische gemeenschap besproken... maar het riep een vraagteken op: we moeten nadenken over anesthesie voor de patiënten wanneer ze worden geëvalueerd... De gemeenschap zei dat FLASH geweldig kan zijn voor pediatrische patiënten, maar gezien de resultaten, ik denk dat verdere evaluaties nog steeds nodig zijn.”

Tijdstempel:

Meer van Natuurkunde wereld