Protonterapi på en oppadgående bane mens FLASH-behandlingsopplegg gjør seg klare til å skinne – Physics World

Mens protonterapi godt og virkelig har kommet som et vanlig behandlingsalternativ innen stråleonkologi – det er for tiden 42 operative protonanlegg i USA og ytterligere 13 sentre under bygging – er det tydelig at den kliniske innovasjonen bare så vidt er i gang når det gjelder utplassering av protoner i stor skala for behandling av kreft. Det er en av de viktigste tingene som kommer frem fra en dedikert konferanseøkt – Innovative Radiation Therapy Approaches: Benefits, Challenges, Global Perspective – på ASTRO årsmøte i San Diego, CA, tidligere denne måneden.

Når det gjelder presisjonsmålretting, er saken for protonterapi versus konvensjonell strålebehandling klar nok. Tenk på lignende tumor-drepende egenskaper som fotoner, men med markant redusert dose til normalt vev. Alt dette hjelper det strålingsonkologiske teamet med å behandle svulster nær organer-at-risk (OARs), med potensial for reduserte bivirkninger og komplikasjoner underveis.

"Protoner frigjør all energien sin på et tidspunkt, og så stopper de," forklarte James Metz, styreleder strålingsonkologi ved University of Pennsylvania (UPenn) og administrerende direktør i OncoLink kreftutdanningstjeneste. Det betyr ingen strålingsdose utover målet, samt langt mindre dose avsatt foran målet sammenlignet med foton- og elektronbestråling.

Som sådan er klinikere i stand til å målrette svulsten lag-for-lag med blyant-stråle-skannet protonlevering. "Vi tar en svulst, deler den opp voxel-for-voxel i 5 mm³ volum og ta denne blyantstrålen og behandle [komplekse strukturer] punkt-for-punkt med absolutt ingen utgangsdose," bemerket Metz. "Protoner gir oss muligheten til å redusere dosen til normale strukturer, kombinere med kjemoterapi og immunterapi, og øke [strålings]dosene fremover."

Til tross for den pågående utrullingen av protonterapisystemer over hele den utviklede verden – klinisk opptak er likt for USA, Europa og Asia, selv om det for øyeblikket bare er ett protonbehandlingssenter i Afrika sør for Sahara – er det tydelig at "gullstandard" bevis for den kliniske effekten av protoner er fortsatt et arbeid som pågår. "Vi må systematisk evaluere det kliniske potensialet og definere det gjennom streng vitenskap - kvantifisere fordelene kontra investeringer," hevdet Metz. "Tross alt er det nødvendig med betydelige ressurser og infrastruktur for å støtte et protonterapisenter."

Bevisene kommer – og før enn senere. En rekke randomiserte fase III kliniske studier samler inn data eller har nylig avsluttet for ulike kreftindikasjoner (inkludert lunge, spiserør, lever, hode-hals og hjerne). I mellomtiden påløper pragmatiske studier også godt og evaluerer protonbehandlinger i rutinemessig klinisk praksis for pasienter med brystkreft og prostatakreft.

FLASH forstyrreren

Metz er på sin side en av de kliniske pionerene innen protonterapi, etter å ha ledet utviklingsprogrammet for Roberts protonterapisenter i Philadelphia – et anlegg som har behandlet tusenvis av kreftpasienter ved hjelp av protoner siden det åpnet dørene i 2010. Klinisk innovasjon er hva det er, men oppmerksomheten er allerede rettet mot det som blir omtalt som den «neste store tingen» innen partikkelterapi: FLASH protonterapi.

For kontekst er FLASH en eksperimentell behandlingsmodalitet som involverer ultrahøy dosehastighet (over 60–80 Gy/s) av ioniserende stråling (elektron, foton eller proton) over svært korte varigheter (mindre enn 1 s). Prekliniske studier har vist at FLASH-strålebehandling er mindre giftig for normalt vev og like effektiv som konvensjonell strålebehandling til å ødelegge svulster. Hvis de er bredt validert, har FLASH-behandlingsopplegg derfor potensial til å revolusjonere strålebehandling – slik at høyere doser kan leveres trygt til svulster eller etablerte doser gis med redusert toksisitet til OARs.

Kort sagt, FLASH-protonterapi er i ferd med å forme seg som en fremtidig forstyrrelse innen strålingsonkologi, hevdet Metz, "å bringe sammen biologi og teknologi på nye måter ... og snu radiobiologien litt på hodet". Oppsidene kommer allerede til syne. For det første kan FLASH-protonterapi komprimere strålebehandlingstidene betydelig, slik at strålebehandling blir mer som en kirurgisk prosedyre.

Vil ultrahøye doserater forvandle strålebehandling i en FLASH?

Det er gode nyheter for pasienten langs flere koordinater – åpner en vei til forbedret livskvalitet, redusert toksisitet og bivirkninger, samt mye mindre tid brukt på klinikken. På et mer grunnleggende nivå kan FLASH-bestråling også utløse forskjellige immunveier og genuttrykk, og skape nye muligheter for kombinasjoner av medikamenter og stråling.

Selv om FLASH har potensialet til å oppgradere behandlingsparadigmer og mange nåværende antakelser om strålingslevering, konkluderte Metz med en advarsel: "Jeg vil si at FLASH-protonterapi ennå ikke er klar for prime-time ... [og] ikke klar til å bli distribuert videre enn noen få ressurssterke sentre som kan fullføre passende forskning og kliniske studier.»

Klinisk innovasjon: alt handler om resultater

Ved siden av de kliniske mulighetene som protonterapi gir, dekket ASTRO-økten om innovative stråleterapitilnærminger mange andre baser. Tamer Refaat, professor i strålingsonkologi ved Loyola University i Chicago, Illinois, startet med en statusrapport om MR-veiledet strålebehandling (MRgRT).

"Den store saken [med MRgRT] er sanntidstilpasning," sa Refaat til delegatene. Med andre ord, personlig tilpasset, daglig tilpasset strålebehandling som er basert på sanntid og på bordet pasientanatomi, som lar det kliniske teamet maksimere dosen til målvolumet og minimere dosen til OARs.

Når det gjelder MRgRT-innovasjoner å se, fremhevet Refaat den kommersielle og kliniske utrullingen av cine-gating-funksjonalitet for å forbedre behandlingen av øvre abdominale svulster i en enkelt fase av pusten. "Strålestrålen slås på når målet er innenfor sporingsgrensen og slås av når det er utenfor," forklarte han (og la til at ulempen er lengre tid på behandlingsbordet for pasienten).

Inkorporering av funksjonell MRgRT i MR-Linacs arbeidsflyt kom også i søkelyset, og Refaat siterte forskere ved MD Anderson Cancer Center (Houston, Texas) blant de tidlige adopterne som søker å identifisere radioresistente tumorsubvolumer og eskalere dosen til disse subvolumene tilsvarende.

Et annet hett tema sentrerte seg om kombinert-modalitetssynergiene ved å integrere immunterapi og strålebehandling av kreftbehandlinger. Foredragsholder, Silvia Formenti, en strålingsonkolog kl Weill Cornell Medicine i New York, er en av hovedtrekkerne bak et paradigmeskifte innen radiobiologi, hennes innsats for å belyse rollen til ioniserende stråling på immunsystemet, samtidig som hun demonstrerer effekten av kombinerte strålebehandling-immunoterapiregimer i solide svulster.

Formenti fremhevet den sentrale rollen som ImmunoRad Radiation Oncology-Biology Integration Network spiller i denne forbindelse (ROBIN). ROBIN er et tverrfaglig FoU-samarbeid mellom amerikanske og europeiske kreftsentre, og søker å bedre forstå samspillet mellom strålebehandling og immunresponsen – i tillegg til å pleie talentpipelinen til forskere i tidlig karriere på feltet. Akkurat nå, bemerket Formenti, er det større bildet overskygget av "finansiell toksisitet", med kostnadene ved immunterapi som viser seg uoverkommelige for de fleste lav- og mellominntektsland – så vel som mange amerikanere.

Fokuset på samarbeidende klinisk forskning ble gjentatt av Stephen Harrow, en konsulent klinisk onkolog ved Edinburgh Cancer Center i Skottland. I den siste foredraget av sesjonen diskuterte han anvendelsen av stereotaktisk kroppsstrålebehandling (SBRT) for oligometastatisk sykdom.

Post-pandemien fremhevet Harrow hvordan Scottish Oligomet SABR Network (SOSN), hjulpet av 1 million pund av skotsk statlig finansiering, har gjort det mulig for Skottlands fem kreftsentre å tilby en samlet SBRT-behandlingstjeneste til pasienter over hele landet (ikke bare høyt befolket sentralbelte som omfatter Glasgow og Edinburgh).

Målet med SOSN, forklarte han, er å "bygge et nettverk av leger, fysikere og radiografer slik at vi alle er enige om pasientvalg [kriterier for SBRT] og vi har egenkapital for pasienter over hele landet". Dessuten la han til, "beviset bygger definitivt på at du kan påvirke pasientresultater med SBRT for oligometsykdom."

• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk deg selv. Tilgang her.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• PlatoESG. Karbon, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Avfallshåndtering. Tilgang her.
• PlatoHelse. Bioteknologisk og klinisk etterretning. Tilgang her.
• kilde: https://physicsworld.com/a/proton-therapy-on-an-upward-trajectory-while-flash-treatment-schemes-get-ready-to-shine/