Οι μίνι δέσμες πρωτονίων θα μπορούσαν να βελτιώσουν τη θεραπεία των καρκινικών μεταστάσεων

Η θεραπεία ασθενών με καρκίνο με δέσμες ακτινοβολίας που διαμορφώνονται στο χώρο θα μπορούσε να καταστρέψει τους όγκους ελαχιστοποιώντας παράλληλα τη βλάβη σε κοντινά όργανα και υγιή ιστό. Αυτή είναι η ιδέα πίσω από τη θεραπεία με ακτινοβολία με μίνι δέσμη πρωτονίων (pMBRT), μια αναδυόμενη θεραπευτική τεχνική που χρησιμοποιεί μια σειρά από δέσμες ακτινοβολίας μεγέθους υπο χιλιοστού για την παροχή θεραπευτικής δόσης.

Οι μίνι δέσμες περιλαμβάνουν εναλλασσόμενες κορυφές υψηλής δόσης και κοιλάδες χαμηλής δόσης, ένα μοτίβο που είναι λιγότερο επιβλαβές για τον υγιή ιστό σε ρηχά βάθη. Σε μεγαλύτερα βάθη, αυτές οι δέσμες σταδιακά διευρύνονται για να δημιουργήσουν μια ομοιογενή κατανομή δόσης εντός του όγκου στόχου. Μελέτες σε μικρά ζώα έχουν δείξει ότι το pMBRT μπορεί δραματικά μείωση της τοξικότητας των φυσιολογικών ιστών, με ισοδύναμο ή ανώτερο έλεγχο του όγκου, σε σύγκριση με τη συμβατική θεραπεία πρωτονίων.

«Η ακτινοθεραπεία με μίνι δέσμη πρωτονίων έχει ήδη δείξει αξιοσημείωτο κέρδος στον θεραπευτικό δείκτη σε προκλινικές μελέτες», λέει. Ραμόν Ορτίθ από Institut Curie. «Αυτά τα πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα ενθαρρύνουν τη μετάφραση αυτής της τεχνικής στον κλινικό τομέα». Με αυτόν τον στόχο, ο Ortiz (τώρα στο UC San Francisco) και οι συνεργάτες του στο Institut Curie αξιολόγησαν τα οφέλη του pMBRT για τη θεραπεία των μεταστάσεων του καρκίνου, ανέφεραν τα ευρήματά τους στο Ιατρική Φυσική.

Προσομοίωση σεναρίων pMBRT

Η μεταστατική νόσος ευθύνεται για έως και το 90% των θανάτων που σχετίζονται με καρκίνο. Οι μεταστάσεις αντιμετωπίζονται συνήθως χρησιμοποιώντας τεχνικές στερεοτακτικής ακτινοθεραπείας (SRT), αλλά η δόση που απαιτείται για τοπικό έλεγχο συχνά περιορίζεται από τον κίνδυνο τοξικότητας σε κοντινό φυσιολογικό ιστό. Για εγκεφαλικές μεταστάσεις, για παράδειγμα, η επαγόμενη από ακτινοβολία νέκρωση του εγκεφάλου αναφέρεται στους μισούς από τους ασθενείς που έλαβαν θεραπεία με SRT.

Για να προσδιορίσει εάν το pMBRT μπορεί να μειώσει τέτοιες επιπλοκές, η ομάδα χρησιμοποίησε προσομοιώσεις Monte Carlo για να υπολογίσει τις κατανομές δόσεων για τέσσερις ασθενείς που είχαν λάβει προηγουμένως SRT στο Ινστιτούτο Κιουρί. Οι ασθενείς είχαν λάβει θεραπεία για μεταστατικές βλάβες στον κροταφικό λοβό του εγκεφάλου, στον μετωπιαίο λοβό, στο ήπαρ και στον πνεύμονα.

Οι ερευνητές προσομοίωσαν σχέδια pMBRT ενός κλάσματος, χρησιμοποιώντας ένα ή δύο πεδία θεραπείας για να παραδώσουν την ίδια βιολογική ισοδύναμη δόση (BED) στον στόχο του όγκου όπως συνταγογραφήθηκε για το SRT. Διαμόρφωσαν ένα ορειχάλκινο παραμετροποιητή μίνι δέσμης που περιέχει σχισμές 400 μm × 5.6 cm σε διάφορους διαχωρισμούς από κέντρο σε κέντρο, για να δημιουργήσουν μικροδέσμες τόσο στενού όσο και ευρύτερου διαστήματος. Στη συνέχεια υπολόγισαν τις κατανομές δόσεων για τις τέσσερις περιπτώσεις ασθενών, για pMBRT, SRT και συμβατική θεραπεία πρωτονίων.

Στα σχέδια pMBRT στενού διαστήματος, τα οποία δημιουργούν ομοιόμορφη κατανομή δόσης στον όγκο στόχο, η κάλυψη του όγκου ήταν παρόμοια ή ελαφρώς καλύτερη από ό,τι στα σχέδια SRT. Τα σχέδια που χρησιμοποιούν δέσμες pMBRT ευρύτερου διαστήματος, οι οποίες παρέχουν μια σχεδόν ομοιόμορφη κατανομή δόσης στον στόχο, είχαν χαμηλότερη κάλυψη όγκου.

Είναι σημαντικό ότι το pMBRT μείωσε σημαντικά τη δόση σε κρίσιμες δομές σε σύγκριση με το SRT. Στην πρώτη περίπτωση εγκεφάλου, το pMBRT μείωσε τη μέση BED στα όργανα σε κίνδυνο (OARs) μεταξύ 44% (δεξί ακουστικό νεύρο) και 100% (αριστερό ακουστικό νεύρο). Στη δεύτερη θεραπεία του εγκεφάλου, το pMBRT εξάλειψε πλήρως τα OAR, συμπεριλαμβανομένης της οπτικής οδού, του εγκεφαλικού στελέχους και του χιασμού.

Στην περίπτωση του ήπατος, η μέση BED στο ήπαρ και στις πλευρές μειώθηκε κατά 25% και 75%, αντίστοιχα, ενώ αποφεύχθηκε η ακτινοβόληση της άνω κοίλης φλέβας. Και για την περίπτωση του πνεύμονα, η δόση σε OAR μειώθηκε μεταξύ 11% (πλευρές) και 100% (πνευμονική αρτηρία και βρόγχοι). Ο μέσος όρος BED προς OAR ήταν ως επί το πλείστον παρόμοιος μεταξύ του pMBRT και της συμβατικής θεραπείας με πρωτόνια.

Οι ερευνητές ερεύνησαν επίσης πιθανές δυσμενείς επιπτώσεις του pMBRT σε φυσιολογικούς ιστούς. Για τις δύο περιπτώσεις εγκεφαλικών μεταστάσεων, για παράδειγμα, υπολόγισαν τη δόση που χορηγήθηκε σε υγιή εγκεφαλικό ιστό. Εξέτασαν τα όρια δόσης για την τυπική κλασματοποιημένη ακτινοβολία, στα οποία μια κανονικοποιημένη συνολική δόση στα 2 κλάσματα Gy (NTD_2.0) των 72 Gy οδηγεί σε 5% πιθανότητα ραδιονέκρωσης μέσα σε πέντε χρόνια.

Για όλα τα σχέδια pMBRT, το μέγιστο NTD κοιλάδας_2.0 στον υγιή εγκέφαλο (61 Gy(RBE) για την περίπτωση του κροταφικού λοβού και 47 Gy(RBE) για την περίπτωση του μετωπιαίου λοβού) παρέμεινε κάτω από αυτό το όριο ανοχής δόσης, σε αντίθεση με τη συμβατική θεραπεία με πρωτόνια. Για τους ασθενείς με μεταστάσεις στους πνεύμονες και στο ήπαρ, οι μέσες δόσεις στους πνεύμονες και τους ιστούς του ήπατος στα σχέδια pMBRT ήταν επίσης πολύ χαμηλότερες από τις μέγιστες ανεκτές μέσες δόσεις.

Κλινικά οφέλη

Οι θεραπείες pMBRT που εξετάστηκαν σε αυτή τη μελέτη παραδόθηκαν χρησιμοποιώντας μόνο μία ή δύο συστοιχίες μίνι δέσμης. Η χρήση λιγότερων πεδίων από ό,τι στις θεραπείες SRT (τρία ή τέσσερα τόξα) απαιτεί λιγότερη επανατοποθέτηση του ασθενούς, μείωση του χρόνου θεραπείας κλασμάτων, καθώς και μείωση του όγκου του φυσιολογικού ιστού που εκτίθεται σε χαμηλές δόσεις. Επιπλέον, η παροχή pMBRT σε ένα κλάσμα θεραπείας μειώνει σημαντικά τον συνολικό χρόνο θεραπείας σε σύγκριση με τα σχέδια SRT, τα οποία χρησιμοποιούσαν τρία έως πέντε κλάσματα.

Ακτινοθεραπεία Minibeam: από φωτόνια έως φορτισμένα σωματίδια

Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι τα σχέδια pMBRT που αξιολογήθηκαν σε αυτήν την εργασία θα μπορούσαν να παραδοθούν κλινικά χρησιμοποιώντας το set-up που έχει ήδη εφαρμοστεί στο Orsay Proton Therapy Center για προκλινικές δοκιμές, με ελεγχόμενη κίνηση στόχων και οργάνων κατά τη διάρκεια της θεραπείας όπως στη θεραπεία SRT και πρωτονίων.

Λέει ο Ortiz Κόσμος Φυσικής ότι το Ινστιτούτο Κιουρί συζητά τώρα τη δυνατότητα κλινικών δοκιμών Φάσης Ι/ΙΙ. «Αυτές θα αξιολογούσαν τα ποσοστά νευροτοξικότητας και ελέγχου του όγκου στη θεραπεία του υποτροπιάζοντος πολύμορφου γλοιοβλαστώματος με μικροδέσμες πρωτονίων», εξηγεί. "Αυτή η μελέτη στοχεύει να συμβάλει στην προετοιμασία αυτών των κλινικών ερευνών."

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/proton-minibeams-could-improve-treatment-of-cancer-metastases/