V smeri kombiniranega slikanja hipoksije in adaptivne radioterapije

Hitro rastoči tumor ne more dostaviti kisika v vse svoje regije. Nastale tumorske regije, ki primanjkuje kisika, pa je težko zdraviti z radioterapijo, tehniko, ki temelji na prostih radikalih, proizvedenih v prisotnosti kisika, da poškodujejo DNK v rakavih celicah.

Kliniki se tega problema lotevajo z različnimi pristopi – od radiosenzibilizatorjev, ki povečajo učinke radioterapije pri hipoksičnih tumorjih, do tehnik, kot je protonska terapija, ki zagotavlja visoke odmerke sevanja. Kljub temu želijo raziskovalci prepoznati tumorje, ki trpijo zaradi pomanjkanja kisika, tako da je mogoče zdravljenje prilagoditi tako, da bo bolj učinkovito ciljalo na takšne tumorje. Toda trenutne tehnike za merjenje ravni kisika v tumorju so invazivne, zagotavljajo omejene prostorske informacije ali zahtevajo radiofarmake, ki jih še ni mogoče dobiti v številnih kliničnih okoljih.

V pomembnem koraku za neinvazivno slikanje hipoksije in prihodnje biološko vodene študije adaptivne radioterapije so raziskovalci integrirali tehniko za merjenje oksigenacije tumorja z MR-linac, hibridnim MRI skenerjem in sistemom za dostavo radioterapije.

Michael Dubec, glavni znanstvenik na področju slikanja z magnetno resonanco na Sklad Christie NHS Foundation in raziskovalni fizik MR na Univerzi v Manchestru, je prvi avtor študije, ki je bila objavljena v Radioterapija in onkologija.

"V tem delu smo raziskovali spremembo vzdolžne stopnje relaksacije (R₁) pri tumorjih, povzročenih z dihanjem 100-odstotnega kisika,« pravi Dubec. »Na podlagi prejšnjega validacijskega dela proti imunohistokemiji lahko rečemo, da je ΔR₁ tehniko lahko uporabimo za identifikacijo tumorskih regij, povezanih z nizko vsebnostjo kisika.

Med slikanjem z magnetno resonanco s kisikom (OE-MRI) pacienti vdihavajo čisti kisik, ki se na začetku veže na hemoglobin, kar poveča nasičenost krvi s kisikom. Morebitni dodatni kisik se nato raztopi v krvni plazmi in tkivih, s čimer se poveča koncentracija molekul kisika in vodi do hitrejše obnove vzdolžne neto magnetizacije in večje stopnje vzdolžne relaksacije (R₁).

Raziskovalci so testirali tehniko slikanja hipoksije z diagnostičnim MR skenerjem pri zdravih udeležencih in nato pri udeležencih z rakom glave in vratu. Izvajali so tudi fantomske študije. Ustvarili so slike, ki prikazujejo spremembe v R₁ po vsej glavi in ​​vratu ter uporabil analize interesnih regij za merjenje obsega te spremembe v tumorjih.

Dubec in sodelavci so študijo ponovili na sistemu MR-linac. Sklepajo, da so metode OE-MRI ponovljive in ponovljive na sistemih MR-linac ter zagotavljajo "podatke enake kakovosti" tistim, pridobljenim z diagnostičnimi MR skenerji.

"MRI s kisikom izboljšano ponuja praktično in lahko prevedljivo tehniko za ocenjevanje oksigenacije v normalnih tkivih in tumorjih, za katero smo prvič pokazali, da jo je mogoče vključiti v sisteme radioterapije, vodene z MR, brez težav, ki bi jih poročali zdravi prostovoljci in bolniki," pravi Dubec.

Fotoakustično preslikavo oksigenacije tumorja napoveduje učinkovitost radioterapije

Čeprav so raziskovalci uporabili zaporedje MR slikanja, ki hitro pridobi prostornine 3D slik, ugotavljajo, da je njihov protokol še vedno predolg, da bi se prilegal standardnemu poteku dela MR linac. Dodatno delo bo vključevalo perfuzijsko zaporedje za identifikacijo nekrotičnih regij in bo ocenilo ponovljivost metod in rezultatov po klinikah. Dubec pravi, da mora validacijsko delo tudi neposredno povezati spremembe v R₁ vrednosti za spremembe absolutne koncentracije kisika in nato za specifične ravni kisika v tumorjih.

»V bistvu želimo razviti in prevesti tehniko OE-MRI, tako da jo bo mogoče v prihodnosti uporabljati za prilagodljiva klinična preskušanja na podlagi radioterapije v bolnišnicah,« pravi Dubec. "Pomembno je, da več institucij raziskuje in sodeluje pri tehnikah OE-MRI, da lahko zberemo več dokazov o omejitvah in prednostih te tehnike ter ocenimo njeno uporabnost pri različnih vrstah tumorjev."

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoAiStream. Podatkovna inteligenca Web3. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• Kovanje prihodnosti z Adryenn Ashley. Dostopite tukaj.
• vir: https://physicsworld.com/a/towards-combined-hypoxia-imaging-and-adaptive-radiotherapy/