Försiktighet krävs: anestesi med extra syre kan påverka protonterapi – Physics World

Försiktighet krävs: anestesi med extra syre kan påverka protonterapi – Physics World

Tidsstämpel: 22 januari 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="Skyddar hjärnan En preklinisk studie har visat behovet av att optimera anestesi och kompletterande syrgasprotokoll vid användning av konventionell eller FLASH protonterapi för att behandla hjärntumörer. (Med tillstånd: iStock/herjua)”> Barn som får anestesi
Skyddar hjärnan En preklinisk studie har visat behovet av att optimera anestesi och kompletterande syrgasprotokoll vid användning av konventionell eller FLASH protonterapi för att behandla hjärntumörer. (Med tillstånd: iStock/herjua)

Många barn som får protonterapi för hjärntumörer gör det under narkos eller sedering, ett tillvägagångssätt som garanterar reproducerbar positionering och riktad tillförsel av strålning. De kan också få extra syre, vilket minskar risken för biverkningar relaterade till användning av allmän anestesi.

Ändå fanns det tills nyligen inga studier som bedömde effekten av detta extra syre – som förändrar syremättnaden i blodet under bestrålning – vid konventionell eller FLASH (ultrahög doshastighet) protonterapi.

Att förstå effekten av extra syre är avgörande, säger Yolanda Prezado, CNRS forskningsledare och gruppledare för de nya metoderna inom strålterapi (NARA) team baserat på Institut Curie. Medan FLASH-strålbehandling har rapporterats i prekliniska studier för att minska komplikationer, har de flesta studier utförts med elektronstrålar snarare än protonstrålar. Och mekanismerna bakom strålningsinducerade kognitiva förändringar är dåligt förstådda.

"Kognitiva brister har rapporterats hos vissa överlevande av pediatriska hjärntumörer", säger Prezado. "Vi tyckte att det var en bra idé att försöka förstå det normala hjärnsvaret [hos råttor] i protonterapistrålar. Och ännu viktigare motivation var att det aldrig gjordes en systematisk studie av effekten av anestesi hos patienter. Vad vi såg i vår studie är att detta kan inducera komplikationer."

Prezados team samarbetade med strålningsonkologer och anestesiologer för att observera effekterna av extra syre hos råttor. I studien delades 36 råttor in i "med glioblastom" och "utan glioblastom" och anestesi ("no O2”) och anestesi med extra syre (“med O2”) grupper. Djuren fick en enkel unilateral dos av protonstrålning (antingen 25 eller 15 Gy, en dos liknande den som användes i tidigare elektron FLASH-studier) med antingen en konventionell doshastighet (4 Gy/s) eller en FLASH-doshastighet (257 Gy/ s) med användning av en 226 MeV klinisk protonstråle. Filmdosimetri användes för att verifiera bestrålningsförhållandena.

Forskarna rapporterar sina resultat i Kommunikationsmedicin, fann att extra syre hade en negativ inverkan på både funktionen och strukturen hos råttors normala hjärnvävnad efter både FLASH och konventionell protonterapi. Råttor som fick FLASH-protonterapi med extra syre hade den högsta nivån av hjärnskada som observerats på MRT (med en 7 T preklinisk magnet med Gd-DOTA-kontrast), histologi och beteendetester. Djur behandlade med FLASH utan extra syre hade den lägsta graden av hjärnskada. Trots minskade biverkningar i denna grupp observerades fortfarande hjärnvävnadsskada efter en terapeutisk dos för gliom hos råttor (25 Gy).

Som rapporterats i andra studier resulterade FLASH-protonterapi i minnessparande jämfört med konventionell protonbestrålning. Men att införliva extra syre hade skadliga effekter på igenkänningsminnet efter både konventionell och FLASH protonterapi. Dessa effekter kvarstod sex månader efter bestrålningen. Sådana observationer, säger forskarna, överensstämmer med tidigare publicerade data i elektron FLASH-terapi - en studie visade att extra syre undertryckte den skyddande FLASH-effekten på kognitiv funktion två månader efter bestrålning.

Kompletterande syrgas- och kombinationsbehandlingar

Forskargruppen identifierade också ett tidigare oobserverat samband mellan syremättnad, doshastighet och strålningsinducerat immunsvar. I allmänhet förhindrade höga koncentrationer av extra syre immuncellsinfiltration i tumören, men tumörinfiltrationen av immunceller efter FLASH-protonterapi påverkades mindre än för konventionell protonterapi.

Detta fynd, säger forskarna, visar att syrgastillskott är mindre inflytelserik i FLASH-protonterapi än i konventionell protonterapi och antyder att strålningsinducerade immunregleringsvägar är mottagliga för protonstråledoshastighet.

En möjlig alternativ förklaring till några av forskarnas resultat kan vara lipidperoxidation av fosfolipider, som har visat sig förändra cellsignalering, dysfunktion eller död, och kan vara involverad i hjärnans åldrande. Även om lipidperoxidation (en ökad sannolikhet för biomolekylär rekombination av fettsyror som har förlorat en vätejon från OH-radikalen) inte har påvisats efter FLASH, föreslår forskarna att en studie ska utföras.

Studiens begränsningar inkluderar en liten provstorlek och att inga oxidativa parametrar övervakades experimentellt. Fortfarande säger forskarna att de hoppas att deras forskning får läkare att undersöka nuvarande anestesiprotokoll och revidera dem för att minska de neurokognitiva biverkningarna av både konventionell och FLASH-protonterapi. Den potentiella inverkan av extra syre på immuncellsinfiltration med kombinationsterapier, såsom radioimmunterapi, bör också övervägas.

"Vad jag tror att det är relevant att göra är en retrospektiv utvärdering av pediatriska patienter som behandlats med strålbehandling," säger Prezado. "Denna [studie] var ett varningens ord till läkare att säga, du måste optimera dina protokoll ... Huvudpoängen är att ta upp några farhågor, att ta upp poängen om de potentiella effekterna av anestesi och extra syre. Detta har diskuterats av andra skäl i det medicinska samfundet...men det väckte ett frågetecken på, vi måste tänka på anestesi för patienterna när de utvärderas... Gemenskapen sa att FLASH kan vara underbart för pediatriska patienter, men med tanke på resultat, tror jag att ytterligare utvärderingar fortfarande behövs."

Tidsstämpel:

Mer från Fysikvärlden