Rumo à combinação de imagens de hipóxia e radioterapia adaptativa

Um tumor de crescimento rápido não pode fornecer oxigênio para todas as suas regiões. As regiões tumorais carentes de oxigênio resultantes, no entanto, são difíceis de tratar com radioterapia, uma técnica que se baseia em radicais livres produzidos na presença de oxigênio para danificar o DNA nas células cancerígenas.

Os médicos têm enfrentado esse problema com uma variedade de abordagens – desde radiossensibilizadores que aumentam os efeitos da radioterapia em tumores hipóxicos até técnicas como terapia de prótons que fornecem altas doses de radiação. Ainda assim, os pesquisadores querem ser capazes de identificar tumores carentes de oxigênio para que os tratamentos possam ser ajustados para atingir esses tumores de forma mais eficaz. Mas as técnicas atuais para medir os níveis de oxigênio no tumor são invasivas, fornecem informações espaciais limitadas ou requerem radiofármacos que ainda não podem ser obtidos em muitos ambientes clínicos.

Em uma etapa importante para imagens de hipóxia não invasivas e futuros estudos de radioterapia adaptativa guiada por biologia, os pesquisadores integraram uma técnica para medir a oxigenação do tumor com um MR-linac, um scanner de ressonância magnética híbrido e um sistema de administração de radioterapia.

Michael Dubec, um dos principais cientistas em ressonância magnética da A Fundação Christie NHS Trust e um físico de pesquisa de ressonância magnética na Universidade de Manchester, é o primeiro autor do estudo, que foi publicado em Radioterapia e Oncologia.

“Neste trabalho investigamos a mudança na taxa de relaxamento longitudinal (R₁) em tumores induzidos pela respiração de gás oxigênio a 100%”, diz Dubec. “Com base no trabalho de validação anterior contra imuno-histoquímica, podemos dizer que o ΔR₁ técnica pode ser usada para identificar regiões tumorais associadas a baixos níveis de oxigênio”.

Durante uma ressonância magnética com oxigênio (OE-MRI), os pacientes respiram oxigênio puro, que inicialmente se liga à hemoglobina, maximizando a saturação de oxigênio no sangue. Qualquer oxigênio adicional então se dissolve no plasma sanguíneo e nos tecidos, aumentando a concentração de moléculas de oxigênio e levando a uma recuperação longitudinal mais rápida da magnetização líquida e a uma maior taxa de relaxamento longitudinal (R₁).

Os pesquisadores testaram a técnica de imagem de hipóxia usando um scanner de ressonância magnética, em participantes saudáveis ​​e, em seguida, em participantes com câncer de cabeça e pescoço. Eles também realizaram estudos fantasmas. Eles criaram imagens mostrando a mudança em R₁ em toda a cabeça e pescoço, e usou análises de regiões de interesse para medir a magnitude dessa mudança nos tumores.

Dubec e seus colegas repetiram o estudo em um sistema MR-linac. Eles concluem que os métodos OE-MRI são repetíveis e reprodutíveis em sistemas MR-linac e fornecem “dados de qualidade equivalente” aos adquiridos em scanners de RM de diagnóstico.

“A ressonância magnética aprimorada com oxigênio oferece uma técnica prática e facilmente traduzível para avaliar a oxigenação em tecidos normais e tumores que, pela primeira vez, mostramos que podem ser incorporados a sistemas de radioterapia guiada por RM sem problemas relatados por voluntários e pacientes saudáveis,” diz Dubec.

Mapeamento fotoacústico da oxigenação do tumor prediz a eficácia da radioterapia

Embora os pesquisadores tenham usado uma sequência de imagem de RM que adquire volumes de imagem 3D rapidamente, eles observaram que seu protocolo ainda é muito longo para caber em um fluxo de trabalho linac de RM padrão. Trabalhos adicionais incorporarão uma sequência de perfusão para identificar regiões necróticas e avaliarão a reprodutibilidade de métodos e resultados em clínicas. Dubec diz que o trabalho de validação também deve vincular diretamente as alterações no R₁ valor a mudanças na concentração absoluta de oxigênio e, em seguida, a níveis específicos de oxigênio em tumores.

“Essencialmente, pretendemos desenvolver e traduzir a técnica OE-MRI para que ela possa ser usada para ensaios clínicos baseados em radioterapia adaptativa em hospitais no futuro”, diz Dubec. “Ter mais instituições investigando e colaborando com as técnicas de OE-MRI é importante para que possamos acumular mais evidências das limitações e benefícios dessa técnica e avaliar sua utilidade em diferentes tipos de tumor.”

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/towards-combined-hypoxia-imaging-and-adaptive-radiotherapy/