Wymagana ostrożność: znieczulenie dodatkowym tlenem może mieć wpływ na terapię protonową - Świat Fizyki

Wymagana ostrożność: znieczulenie dodatkowym tlenem może mieć wpływ na terapię protonową - Świat Fizyki

Znacznik czasu: 22 stycznia 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="Ochrona mózgu Badanie przedkliniczne wykazało potrzebę optymalizacji protokołów znieczulenia i suplementacji tlenem podczas stosowania terapii protonowej konwencjonalnej lub terapii protonowej FLASH w leczeniu guzów mózgu. (Dzięki uprzejmości: iStock/herjua)”> Dziecko otrzymuje znieczulenie
Ochrona mózgu Badanie przedkliniczne wykazało potrzebę optymalizacji protokołów znieczulenia i suplementacji tlenem podczas stosowania terapii protonowej konwencjonalnej lub terapii protonowej FLASH w leczeniu guzów mózgu. (Dzięki uprzejmości: iStock/herjua)

Wiele dzieci poddawanych terapii protonowej z powodu guzów mózgu robi to w znieczuleniu ogólnym lub sedacji, co gwarantuje powtarzalne pozycjonowanie i ukierunkowane dostarczanie promieniowania. Mogą także otrzymać dodatkowy tlen, co zmniejsza ryzyko wystąpienia działań niepożądanych związanych ze stosowaniem znieczulenia ogólnego.

Jednak do niedawna nie było badań oceniających wpływ tego dodatkowego tlenu – który zmienia nasycenie krwi tlenem podczas napromieniania – w terapii protonowej konwencjonalnej lub FLASH (ultrawysoka dawka).

Zrozumienie wpływu dodatkowego tlenu ma kluczowe znaczenie, mówi Yolanda Prezado, CNRS dyrektor ds. badań i lider grupy nowych podejść w radioterapii (NARA) zespół z siedzibą w Institut Curie. Chociaż w badaniach przedklinicznych donoszono, że radioterapia FLASH zmniejsza ryzyko powikłań, większość badań przeprowadzono przy użyciu wiązek elektronów, a nie protonów. Mechanizmy leżące u podstaw zmian poznawczych wywołanych promieniowaniem są słabo poznane.

„U niektórych dzieci, które przeżyły guz mózgu u dzieci, zgłaszano deficyty funkcji poznawczych” – mówi Prezado. „Stwierdziliśmy, że dobrym pomysłem jest próba zrozumienia normalnej reakcji mózgu [u szczurów] na wiązki terapii protonowej. Jeszcze ważniejszą motywacją był fakt, że nigdy nie przeprowadzono systematycznych badań wpływu znieczulenia na pacjentów. W naszym badaniu zaobserwowaliśmy, że może to powodować komplikacje”.

Zespół Prezado współpracował z onkologami zajmującymi się radioterapią i anestezjologami, aby obserwować wpływ dodatkowego tlenu na szczury. W badaniu 36 szczurów podzielono na „z glejakiem wielopostaciowym” i „bez glejaka wielopostaciowego” oraz na znieczulone („bez O2”) i znieczulenie dodatkowym tlenem („z O2”) grupy. Zwierzęta otrzymały pojedynczą jednostronną dawkę promieniowania protonowego (25 lub 15 Gy, dawkę podobną do tej stosowanej w poprzednich badaniach elektronowych FLASH) albo przy konwencjonalnej dawce (4 Gy/s), albo przy dawce FLASH (257 Gy/s). s) przy użyciu klinicznej wiązki protonów o energii 226 MeV. Do weryfikacji warunków napromieniania zastosowano dozymetrię filmową.

Naukowcy, opisując swoje wyniki w Medycyna komunikacjiodkryli, że dodatkowy tlen miał niekorzystny wpływ zarówno na funkcję, jak i strukturę prawidłowej tkanki mózgowej szczurów po zastosowaniu zarówno terapii FLASH, jak i konwencjonalnej terapii protonowej. Szczury otrzymujące terapię protonową FLASH z dodatkowym tlenem miały najwyższy poziom uszkodzenia mózgu obserwowany w badaniu MRI (przy użyciu przedklinicznego magnesu 7 T ​​z kontrastem Gd-DOTA), histologii i testach behawioralnych. Zwierzęta leczone FLASH bez dodatkowego tlenu miały najniższy stopień uszkodzenia mózgu. Pomimo zmniejszonych działań niepożądanych w tej grupie, po podaniu dawki terapeutycznej na glejaki u szczurów (25 Gy) nadal obserwowano uszkodzenie tkanki mózgowej.

Jak podano w innych badaniach, terapia protonowa FLASH spowodowała oszczędzenie pamięci w porównaniu z konwencjonalnym napromienianiem protonowym. Jednak włączenie dodatkowego tlenu miało szkodliwy wpływ na pamięć rozpoznawczą zarówno po terapii protonowej konwencjonalnej, jak i FLASH. Efekty te utrzymywały się sześć miesięcy po napromienianiu. Naukowcy twierdzą, że takie obserwacje są zgodne z opublikowanymi wcześniej danymi dotyczącymi elektronowej terapii FLASH – wykazało to jedno z badań dodatkowy tlen tłumił ochronny efekt FLASH na funkcje poznawcze dwa miesiące po napromienianiu.

Uzupełniające leczenie tlenowe i skojarzone

Zespół badawczy zidentyfikował także wcześniej niezaobserwowany związek między nasyceniem tlenem, mocą dawki i odpowiedzią immunologiczną wywołaną promieniowaniem. Ogólnie rzecz biorąc, wysokie stężenia dodatkowego tlenu zapobiegały naciekaniu komórek odpornościowych do guza, ale naciek komórek odpornościowych guza po terapii protonowej FLASH był mniejszy niż w przypadku konwencjonalnej terapii protonowej.

Naukowcy twierdzą, że odkrycie to pokazuje, że suplementacja tlenem ma mniejszy wpływ w terapii protonowej FLASH niż w konwencjonalnej terapii protonowej i sugeruje, że indukowane promieniowaniem szlaki regulacji odporności są podatne na wielkość dawki wiązki protonów.

Możliwym alternatywnym wyjaśnieniem niektórych wyników badaczy może być peroksydacja lipidów fosfolipidów, która, jak wykazano, zmienia sygnalizację komórkową, dysfunkcję lub śmierć i może mieć związek ze starzeniem się mózgu. Chociaż po FLASH nie wykazano peroksydacji lipidów (zwiększonego prawdopodobieństwa biomolekularnej rekombinacji kwasów tłuszczowych, które utraciły jon wodorowy z rodnika OH), naukowcy sugerują przeprowadzenie badania.

Ograniczenia badania obejmują małą wielkość próbki i fakt, że nie monitorowano eksperymentalnie żadnych parametrów utleniających. Naukowcy wyrażają jednak nadzieję, że ich badania skłonią lekarzy do zbadania obecnych protokołów znieczulenia i skorygowania ich w celu ograniczenia neurokognitywnych skutków ubocznych zarówno konwencjonalnej terapii protonowej, jak i terapii protonowej FLASH. Należy również wziąć pod uwagę potencjalny wpływ dodatkowego tlenu na naciek komórek odpornościowych w przypadku terapii skojarzonych, takich jak radioimmunoterapia.

„Uważam, że zasadna jest retrospektywna ocena pacjentów pediatrycznych leczonych radioterapią” – mówi Prezado. „To [badanie] było ostrzeżeniem dla lekarzy, aby powiedzieć, że należy zoptymalizować swoje protokoły… Najważniejsze jest wyrażenie pewnych obaw, podniesienie kwestii potencjalnego wpływu znieczulenia i dodatkowego tlenu. Było to omawiane w środowisku medycznym z innych powodów… ale postawiło to znak zapytania: musimy pomyśleć o znieczuleniu pacjentów podczas ich oceny… Społeczność twierdziła, że ​​FLASH może być wspaniałym rozwiązaniem dla pacjentów pediatrycznych, ale widząc wyników, uważam, że nadal potrzebne są dalsze oceny”.

Znak czasu:

Więcej z Świat Fizyki