Spre imagistica combinată cu hipoxie și radioterapie adaptivă

O tumoare cu creștere rapidă nu poate furniza oxigen în toate regiunile sale. Regiunile tumorale care rezultă, lipsite de oxigen, sunt însă dificil de tratat cu radioterapie, o tehnică care se bazează pe radicalii liberi produși în prezența oxigenului pentru a deteriora ADN-ul din celulele canceroase.

Clinicienii au abordat această problemă cu o varietate de abordări - de la radiosensibilizatori care sporesc efectele radioterapiei în tumorile hipoxice până la tehnici precum terapia cu protoni care furnizează doze mari de radiații. Totuși, cercetătorii doresc să fie capabili să identifice tumorile lipsite de oxigen, astfel încât tratamentele să poată fi ajustate pentru a viza astfel de tumori mai eficient. Dar tehnicile actuale de măsurare a nivelului de oxigen al tumorilor sunt invazive, oferă informații spațiale limitate sau necesită produse radiofarmaceutice care nu pot fi obținute încă în multe medii clinice.

Într-un pas important pentru imagistica non-invazivă de hipoxie și studiile viitoare de radioterapie adaptativă ghidate de biologie, cercetătorii au integrat o tehnică de măsurare a oxigenării tumorii cu un MR-linac, un scanner RMN hibrid și un sistem de livrare de radioterapie.

Michael Dubec, un om de știință principal în imagistica prin rezonanță magnetică la Trustul Fundației Christie NHS și un fizician de cercetare MR la Universitatea din Manchester, este primul autor al studiului, care a fost publicat în Radioterapie și Oncologie.

„În această lucrare am investigat modificarea ratei de relaxare longitudinală (R₁) în tumorile induse de respirația cu oxigen 100% gazos”, spune Dubec. „Pe baza lucrărilor anterioare de validare împotriva imunohistochimiei, putem spune că ΔR₁ tehnica poate fi folosită pentru a identifica regiunile tumorale asociate cu niveluri scăzute de oxigen.”

În timpul unei scanări prin rezonanță magnetică (OE-MRI) îmbunătățită cu oxigen, pacienții respiră oxigen pur, care inițial se leagă de hemoglobină, maximizând saturația de oxigen din sânge. Orice oxigen suplimentar se dizolvă apoi în plasma sanguină și țesuturi, crescând concentrația de molecule de oxigen și conducând la o recuperare mai rapidă a magnetizării longitudinale și la o rată mai mare de relaxare longitudinală (R).₁).

Cercetătorii au testat tehnica imagistică a hipoxiei folosind un scaner RM de diagnostic, la participanți sănătoși și apoi la participanți cu cancer de cap și gât. Ei au efectuat și studii-fantomă. Au creat imagini care arată schimbarea în R₁ la nivelul capului și gâtului și au folosit analize ale regiunilor de interes pentru a măsura amploarea acestei modificări a tumorilor.

Dubec și colegii au repetat studiul pe un sistem MR-linac. Ei au concluzionat că metodele OE-RMN sunt repetabile și reproductibile pe sistemele MR-linac și oferă „date de calitate echivalentă” cu cele obținute pe scanerele MR de diagnostic.

„IRM-ul îmbunătățit cu oxigen oferă o tehnică practică și ușor de translatat pentru a evalua oxigenarea în țesuturile și tumorile normale, despre care, pentru prima dată, am arătat că poate fi încorporată în sistemele de radioterapie ghidate de MR, fără probleme raportate de la voluntari și pacienți sănătoși.” spune Dubec.

Harta fotoacustică a oxigenării tumorii prezice eficacitatea radioterapiei

Deși cercetătorii au folosit o secvență de imagistică MR care dobândește volume de imagini 3D rapid, ei observă că protocolul lor este încă prea lung pentru a se potrivi într-un flux de lucru standard MR linac. Lucrările suplimentare vor include o secvență de perfuzie pentru a identifica regiunile necrotice și va evalua reproductibilitatea metodelor și a rezultatelor în clinici. Dubec spune că munca de validare ar trebui, de asemenea, să lege direct modificările din R₁ valoarea la modificările concentrației absolute de oxigen și apoi la nivelurile specifice de oxigen din tumori.

„În esență, ne propunem să dezvoltăm și să traducem tehnica OE-RMN, astfel încât să poată fi utilizată pentru studii clinice adaptive bazate pe radioterapie în spitale în viitor”, spune Dubec. „Este important ca mai multe instituții să investigheze și să colaboreze la tehnicile OE-RMN, astfel încât să putem acumula mai multe dovezi ale limitărilor și beneficiilor acestei tehnici și să evaluăm utilitatea acesteia în diferite tipuri de tumori.”

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• Mintând viitorul cu Adryenn Ashley. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/towards-combined-hypoxia-imaging-and-adaptive-radiotherapy/