Forsiktighet kreves: anestesi med ekstra oksygen kan påvirke protonterapi – Physics World

Forsiktighet kreves: anestesi med ekstra oksygen kan påvirke protonterapi – Physics World

Tidsstempel: 22. januar 2024 4:30

<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="Beskytter hjernen En preklinisk studie har vist behovet for å optimalisere anestesi og supplerende oksygenprotokoller ved bruk av konvensjonell eller FLASH protonterapi for å behandle hjernesvulster. (Med tillatelse: iStock/herjua)”> Barn som får anestesi
Beskytter hjernen En preklinisk studie har vist behovet for å optimalisere anestesi og supplerende oksygenprotokoller ved bruk av konvensjonell eller FLASH protonterapi for å behandle hjernesvulster. (Med tillatelse: iStock/herjua)

Mange barn som får protonterapi for hjernesvulster, gjør det under generell anestesi eller sedasjon, en tilnærming som garanterer reproduserbar posisjonering og målrettet levering av stråling. De kan også få ekstra oksygen, noe som reduserer risikoen for bivirkninger knyttet til bruk av generell anestesi.

Likevel, inntil nylig var det ingen studier som vurderte virkningen av dette supplerende oksygenet - som endrer oksygenmetningen i blodet under bestråling - i konvensjonell eller FLASH (ultrahøy dosehastighet) protonterapi.

Å forstå virkningen av ekstra oksygen er avgjørende, sier Yolanda Prezado, CNRS forskningsdirektør og gruppeleder for de nye tilnærmingene innen stråleterapi (NARA) team basert kl Institut Curie. Mens FLASH-strålebehandling er rapportert i prekliniske studier for å redusere komplikasjoner, har de fleste studier blitt utført med elektronstråler – i stedet for protonstråler. Og mekanismene som ligger til grunn for strålingsinduserte kognitive endringer er dårlig forstått.

"Kognitive mangler er rapportert hos noen overlevende av pediatriske hjernesvulster," sier Prezado. "Vi trodde det var en god idé å prøve å forstå den normale hjerneresponsen [hos rotter] i protonterapistråler. Og enda viktigere motivasjon var at det aldri ble gjort en systematisk studie av virkningen av anestesi hos pasienter. Det vi så i vår studie er at dette kan indusere komplikasjoner."

Prezados team samarbeidet med strålingsonkologer og anestesiologer for å observere effekten av ekstra oksygen hos rotter. I studien ble 36 rotter delt inn i "med glioblastom" og "uten glioblastom", og anestesi ("no O2”) og anestesi med ekstra oksygen (“med O2”) grupper. Dyrene mottok en enkelt ensidig dose protonstråling (enten 25 eller 15 Gy, en dose lik den som ble brukt i tidligere elektron FLASH-studier) ved enten en konvensjonell dosehastighet (4 Gy/s) eller en FLASH-doserate (257 Gy/ s) ved å bruke en 226 MeV klinisk protonstråle. Filmdosimetri ble brukt for å verifisere bestrålingsforholdene.

Forskerne rapporterer resultatene sine i Kommunikasjonsmedisin, fant at ekstra oksygen hadde en negativ innvirkning på både funksjonen og strukturen til rottenes normale hjernevev etter både FLASH og konvensjonell protonterapi. Rotter som mottok FLASH protonterapi med ekstra oksygen hadde det høyeste nivået av hjerneskade observert på MR (ved bruk av en 7 T preklinisk magnet med Gd-DOTA kontrast), histologi og atferdstester. Dyr behandlet med FLASH uten ekstra oksygen hadde den laveste graden av hjerneskade. Til tross for reduserte bivirkninger i denne gruppen ble det fortsatt observert skade på hjernevev etter en terapeutisk dose for gliomer hos rotter (25 Gy).

Som rapportert i andre studier, resulterte FLASH-protonterapi i hukommelsessparing sammenlignet med konvensjonell protonbestråling. Men å inkludere ekstra oksygen hadde skadelige effekter på gjenkjenningshukommelsen etter både konvensjonell og FLASH-protonterapi. Disse effektene vedvarte seks måneder etter bestråling. Slike observasjoner, sier forskerne, stemmer overens med tidligere publiserte data i elektron FLASH-terapi - en studie viste at ekstra oksygen undertrykte den beskyttende FLASH-effekten på kognitiv funksjon to måneder etter bestråling.

Supplerende oksygen og kombinasjonsbehandlinger

Forskerteamet identifiserte også et tidligere uobservert forhold mellom oksygenmetning, dosehastighet og strålingsindusert immunrespons. Generelt forhindret høye konsentrasjoner av ekstra oksygen immuncelleinfiltrering i svulsten, men tumorinfiltrasjonen av immunceller etter FLASH-protonterapi ble mindre påvirket enn for konvensjonell protonterapi.

Dette funnet, sier forskerne, viser at oksygentilskudd er mindre innflytelsesrik i FLASH-protonterapi enn i konvensjonell protonterapi, og antyder at strålingsinduserte immunregulerende veier er mottakelige for protonstråledoserate.

En mulig alternativ forklaring på noen av forskernes resultater kan være lipidperoksidasjon av fosfolipider, som har vist seg å endre cellesignalering, dysfunksjon eller død, og kan være involvert i hjernealdring. Selv om lipidperoksidasjon (en økt sannsynlighet for biomolekylær rekombinasjon av fettsyrer som har mistet et hydrogenion fra OH-radikalet) ikke er påvist etter FLASH, foreslår forskerne at en studie skal utføres.

Studiens begrensninger inkluderer en liten prøvestørrelse og at ingen oksidative parametere ble overvåket eksperimentelt. Likevel sier forskerne at de håper forskningen deres får leger til å undersøke gjeldende anestesiprotokoller og revidere dem for å redusere de nevrokognitive bivirkningene av både konvensjonell og FLASH-protonterapi. Den potensielle innvirkningen av ekstra oksygen på immuncelleinfiltrasjon med kombinasjonsterapier, slik som radioimmunterapi, bør også vurderes.

"Det jeg tror det er relevant å gjøre er en retrospektiv evaluering av pediatriske pasienter behandlet med strålebehandling," sier Prezado. "Denne [studien] var en advarsel til leger for å si, du må optimalisere protokollene dine ... Hovedpoenget er å ta opp noen bekymringer, å ta opp poenget om de potensielle effektene av anestesi og ekstra oksygen. Dette har blitt diskutert av andre grunner i det medisinske miljøet ... men det reiste et spørsmålstegn ved at vi må tenke på anestesi for pasientene når de blir evaluert ... Fellesskapet sa at FLASH kan være fantastisk for pediatriske pasienter, men å se resultater, tror jeg det fortsatt er behov for ytterligere evalueringer.»

Tidstempel:

Mer fra Fysikkens verden