Protonentherapie op een opwaarts traject, terwijl FLASH-behandelingsprogramma's klaar zijn om te schitteren – Physics World

Hoewel protonentherapie goed en wel is uitgegroeid tot een reguliere behandelingsoptie in de radiotherapie – er zijn momenteel 42 operationele protonenfaciliteiten in de VS en nog eens 13 centra in aanbouw – is het duidelijk dat de klinische innovatie nog maar net begonnen is als het gaat om grootschalige inzet van protonen voor de behandeling van kanker. Dat is een van de belangrijkste lessen die naar voren zijn gekomen tijdens een speciale conferentiesessie – Innovative Radiation Therapy Approaches: Benefits, Challenges, Global Perspective – op het ASTRO Jaarvergadering in San Diego, CA, eerder deze maand.

In termen van precisietargeting zijn de argumenten voor protontherapie versus conventionele radiotherapie duidelijk genoeg. Denk aan vergelijkbare tumordodende eigenschappen als fotonen, maar met een aanzienlijk lagere dosis voor normaal weefsel. Dit alles helpt het radiotherapieteam bij de behandeling van tumoren dichtbij de risicoorganen (OAR's), met mogelijk minder bijwerkingen en complicaties.

“Protonen geven op een gegeven moment al hun energie vrij en dan stoppen ze”, legt James Metz, voorzitter van radiotherapie-oncologie aan de Universiteit van Pennsylvania (UPenn) en uitvoerend directeur van de OncoLink voorlichtingsdienst voor kanker. Dat betekent dat er geen stralingsdosis voorbij het doel is en dat er veel minder straling vóór het doel wordt afgezet vergeleken met bestraling met fotonen en elektronen.

Als zodanig kunnen artsen de tumor laag voor laag targeten met behulp van met een potloodbundel gescande protonenafgifte. “We nemen een tumor en verdelen deze voxel voor voxel in 5 mm³ volumes en neem deze potloodstraal en behandel [complexe structuren] punt voor punt zonder enige uitgangsdosis, ‘merkte Metz op. “Protonen geven ons de mogelijkheid om de dosis voor normale structuren te verlagen, te combineren met chemotherapie en immunotherapie, en om de stralingsdoses in de toekomst te verhogen.”

Ondanks de voortdurende uitrol van protonentherapiesystemen in de ontwikkelde wereld – de klinische toepassing is vergelijkbaar voor de VS, Europa en Azië, hoewel er momenteel slechts één protonenbehandelingscentrum is in Afrika ten zuiden van de Sahara – is het duidelijk dat er ‘gouden standaard’ bewijs is want de klinische werkzaamheid van protonen is nog steeds een work-in-progress. “We moeten het klinische potentieel systematisch evalueren en definiëren door middel van rigoureuze wetenschap – door de voordelen versus investeringen te kwantificeren”, betoogde Metz. “Er zijn immers substantiële middelen en infrastructuur nodig om een ​​protontherapiecentrum te ondersteunen.”

Het bewijs komt – en vroeg of laat. Een aantal gerandomiseerde fase III klinische onderzoeken verzamelen gegevens of zijn onlangs gesloten voor diverse kankerindicaties (waaronder long-, slokdarm-, lever-, hoofd-hals- en hersenenkanker). Ondertussen boeken pragmatische onderzoeken ook goede resultaten en worden protonenbehandelingen in de routinematige klinische praktijk geëvalueerd voor patiënten met borstkanker en prostaatkanker.

FLASH de disruptor

Metz, van zijn kant, is een van de klinische pioniers van de protontherapie en heeft leiding gegeven aan het ontwikkelingsprogramma voor de Roberts Protontherapiecentrum in Philadelphia – een faciliteit die duizenden kankerpatiënten heeft behandeld met behulp van protonen sinds het in 2010 zijn deuren opende. Klinische innovatie is wat het is, maar de aandacht gaat nu al uit naar wat wordt aangeprezen als het “next big thing” in deeltjestherapie: FLASH-protonentherapie.

Ter context: FLASH is een experimentele behandelingsmodaliteit waarbij ultrahoge doses (meer dan 60-80 Gy/s) van ioniserende straling (elektron, foton of proton) gedurende zeer korte tijd (minder dan 1 s) worden toegediend. Preklinische onderzoeken hebben aangetoond dat FLASH-radiotherapie minder giftig is voor normale weefsels en even effectief is als conventionele radiotherapie bij het vernietigen van tumoren. Als FLASH-behandelingsprogramma's breed worden gevalideerd, hebben ze het potentieel om een ​​revolutie teweeg te brengen in de radiotherapie – zodat hogere doses veilig aan tumoren kunnen worden toegediend of gevestigde doses kunnen worden gegeven met verminderde toxiciteit voor OAR's.

Kortom, FLASH-protonentherapie ontwikkelt zich als een toekomstige disruptor in de radiotherapie-oncologie, betoogde Metz, “door biologie en technologie op nieuwe manieren samen te brengen… en de radiobiologie een beetje op zijn kop te zetten”. De positieve kanten komen al in zicht. Om te beginnen zou FLASH-protonentherapie de duur van de bestralingsbehandeling aanzienlijk kunnen verkorten, zodat radiotherapie meer op een chirurgische ingreep gaat lijken.

Zullen ultrahoge dosissnelheden radiotherapie in een FLASH transformeren?

Dat is op verschillende punten goed nieuws voor de patiënt: het opent de weg naar een betere levenskwaliteit, minder toxiciteit en bijwerkingen, en ook veel minder tijd die in de kliniek wordt doorgebracht. Op een meer fundamenteel niveau kan FLASH-bestraling ook verschillende immuunroutes en genexpressie activeren, waardoor nieuwe mogelijkheden ontstaan ​​voor combinaties van geneesmiddelen en bestraling.

Maar hoewel FLASH het potentieel heeft om behandelingsparadigma's en veel huidige aannames over de toediening van straling op zijn kop te zetten, concludeerde Metz met een waarschuwende noot: “Ik zou zeggen dat FLASH-protonentherapie nog niet klaar is voor prime-time…[en] niet klaar om verder te worden ingezet. dan een paar zeer goed uitgeruste centra die het juiste onderzoek en de klinische proeven kunnen voltooien.”

Klinische innovatie: het draait allemaal om resultaten

Naast de klinische mogelijkheden die protonentherapie biedt, besloeg de ASTRO-sessie over innovatieve benaderingen van radiotherapie nog tal van andere onderwerpen. Tamer Refaat, hoogleraar radiotherapie aan de Loyola Universiteit in Chicago, Illinois, van start gegaan met een statusrapport over MR-geleide radiotherapie (MRgRT).

“Het grote probleem [met MRgRT] is realtime aanpassing”, vertelde Refaat aan de afgevaardigden. Met andere woorden, gepersonaliseerde, dagelijks aangepaste radiotherapie die gebaseerd is op real-time anatomie van de patiënt op tafel, waardoor het klinische team de dosis tot het doelvolume kan maximaliseren en de dosis tot de OAR's kan minimaliseren.

Wat betreft MRgRT-innovaties om in de gaten te houden, benadrukte Refaat de commerciële en klinische uitrol van cine-gating-functionaliteit om de behandeling van tumoren in de bovenbuik tijdens een enkele ademhalingsfase te verbeteren. “De stralingsbundel wordt ingeschakeld wanneer het doel zich binnen de trackinggrens bevindt en wordt uitgeschakeld wanneer het buiten de detectiegrens valt”, legde hij uit (en voegde eraan toe dat het nadeel een langere tijd op de behandeltafel voor de patiënt is).

De integratie van functionele MRgRT in de MR-Linac-workflow kwam ook onder de aandacht, waarbij Refaat onderzoekers van MD Anderson Cancer Center (Houston, Texas) onder de early adopters die radioresistente subvolumes van tumoren proberen te identificeren en de dosis dienovereenkomstig naar die subvolumes te escaleren.

Een ander actueel onderwerp concentreerde zich op de synergiën van de gecombineerde modaliteiten van de integratie van kankerbehandelingen met immunotherapie en radiotherapie. De spreker is Silvia Formenti, radiotherapeut bij Weill Cornell Medicine in New York, is een van de belangrijkste drijvende krachten achter een paradigmaverschuiving in de radiobiologie. Haar inspanningen verduidelijken de rol van ioniserende straling op het immuunsysteem en tonen tegelijkertijd de werkzaamheid aan van gecombineerde radiotherapie-immunotherapieregimes bij solide tumoren.

Formenti benadrukte de cruciale rol die in dit opzicht wordt gespeeld door het ImmunoRad Radiation Oncology-Biology Integration Network (ROBIN). ROBIN is een multidisciplinaire R&D-samenwerking tussen Amerikaanse en Europese kankercentra en probeert de interactie tussen bestralingstherapie en de immuunrespons beter te begrijpen – en wil de talentpijplijn van beginnende wetenschappers in het veld voeden. Op dit moment, merkte Formenti op, wordt het grotere plaatje vertroebeld door ‘financiële toxiciteit’, waarbij de kosten van immuuntherapie onbetaalbaar blijken te zijn voor de meeste lage- en middeninkomenslanden – en ook voor veel Amerikanen.

De nadruk op collaboratief klinisch onderzoek werd herhaald door Stephen Harrow, een adviserende klinische oncoloog bij de Edinburgh Cancer Center in Schotland. In de slottoespraak van de sessie besprak hij de toepassing van stereotactische lichaamsradiotherapie (SBRT) voor oligometastatische ziekte.

Na de pandemie benadrukte Harrow hoe het Scottish Oligomet SABR Network (SOSN), geholpen door £1 miljoen aan Schotse overheidsfinanciering, de vijf Schotse kankercentra in staat heeft gesteld een gezamenlijke SBRT-behandelingsdienst aan te bieden aan patiënten in het hele land (niet alleen de dichtbevolkte centrale gordel die Glasgow en Edinburgh omvat).

Het doel van SOSN, zo legde hij uit, is om “een netwerk van artsen, natuurkundigen en radiografen op te bouwen, zodat we het allemaal eens zijn over de selectie van patiënten [criteria voor SBRT] en we gelijkheid hebben voor patiënten in het hele land”. Bovendien, zo voegde hij eraan toe, “wordt er zeker steeds meer bewijs dat je de uitkomsten van patiënten kunt beïnvloeden met SBRT voor oligometziekte.”

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://physicsworld.com/a/proton-therapy-on-an-upward-trajectory-while-flash-treatment-schemes-get-ready-to-shine/