Minifeixes de prótons podem melhorar o tratamento de metástases de câncer

O tratamento de pacientes com câncer com feixes de radiação modulados espacialmente pode destruir tumores, minimizando os danos aos órgãos próximos e tecidos saudáveis. Essa é a ideia por trás da terapia de radiação com minifeixe de prótons (pMBRT), uma técnica de tratamento emergente que usa uma série de feixes de radiação de tamanho submilimétrico para fornecer a dose terapêutica.

Os minifeixes compreendem picos alternados de alta dose e vales de baixa dose, um padrão menos prejudicial ao tecido saudável em profundidades rasas. Em profundidades maiores, esses feixes se alargam gradualmente para criar uma distribuição de dose homogênea dentro do volume alvo. Estudos em pequenos animais mostraram que pMBRT pode dramaticamente reduzir a toxicidade do tecido normal, com controle tumoral equivalente ou superior, em comparação com a terapia de prótons convencional.

“A radioterapia com minifeixe de prótons já demonstrou um ganho notável no índice terapêutico em estudos pré-clínicos”, diz Ramon Ortiz da Institut Curie. “Esses resultados promissores encorajam a tradução dessa técnica para o domínio clínico.” Com esse objetivo, Ortiz (agora na UC San Francisco) e colegas do Institut Curie avaliaram os benefícios do pMBRT para o tratamento de metástases de câncer, relataram suas descobertas em Física Médica.

Simulando cenários pMBRT

A doença metastática é responsável por até 90% das mortes relacionadas ao câncer. As metástases são comumente tratadas usando técnicas de radioterapia estereotáxica (SRT), mas a dose necessária para o controle local é frequentemente limitada pelo risco de toxicidade para o tecido normal próximo. Para metástases cerebrais, por exemplo, necrose cerebral induzida por radiação é relatada em metade dos pacientes tratados com SRT.

Para determinar se o pMBRT pode reduzir tais complicações, a equipe usou simulações de Monte Carlo para calcular distribuições de dose para quatro pacientes que receberam SRT anteriormente no Institut Curie. Os pacientes haviam sido tratados para lesões metastáticas no lobo temporal do cérebro, no lobo frontal, no fígado e no pulmão.

Os pesquisadores simularam planos pMBRT de fração única, usando um ou dois campos de tratamento para fornecer a mesma dose biológica equivalente (BED) ao alvo do tumor, conforme prescrito para o SRT. Eles modelaram um colimador de minifeixe de latão contendo fendas de 400 μm × 5.6 cm em várias separações de centro a centro, para criar minifeixes com espaçamento estreito e amplo. Eles então calcularam distribuições de dose para os quatro casos de pacientes, para pMBRT, SRT e terapia convencional de prótons.

Nos planos pMBRT de espaçamento estreito, que criam uma distribuição de dose uniforme no volume alvo, a cobertura do tumor foi semelhante ou ligeiramente melhor do que nos planos SRT. Os planos que usam feixes pMBRT com espaçamento mais amplo, que fornecem uma distribuição de dose quase uniforme ao alvo, tiveram uma cobertura tumoral menor.

É importante ressaltar que pMBRT reduziu significativamente a dose para estruturas críticas em comparação com SRT. No primeiro caso cerebral, o pMBRT diminuiu o BED médio para órgãos em risco (OARs) entre 44% (nervo acústico direito) e 100% (nervo acústico esquerdo). No segundo tratamento cerebral, o pMBRT poupou completamente os OARs, incluindo o trato óptico, tronco cerebral e quiasma.

No caso do fígado, o BED médio para o fígado e costelas foi reduzido em 25% e 75%, respectivamente, evitando a irradiação da veia cava superior. E para o caso pulmonar, a dose nas OARs foi reduzida entre 11% (costelas) e 100% (artéria pulmonar e brônquios). A média de BED para OARs foi muito semelhante entre pMBRT e terapia de prótons convencional.

Os pesquisadores também investigaram possíveis efeitos adversos do pMBRT em tecidos normais. Para os dois casos de metástases cerebrais, por exemplo, eles calcularam a dose entregue ao tecido cerebral saudável. Eles consideraram os limites de dose para irradiação fracionada padrão, na qual uma dose total normalizada em frações de 2 Gy (NTD_2.0) de 72 Gy leva a uma probabilidade de 5% de radionecrose em cinco anos.

Para todos os planos pMBRT, o vale máximo NTD_2.0 para o cérebro saudável (61 Gy(RBE) para o caso do lobo temporal e 47 Gy(RBE) para o caso do lobo frontal) permaneceu abaixo deste limite de tolerância de dose, em contraste com a terapia convencional de prótons. Para os pacientes com metástases pulmonares e hepáticas, as doses médias nos tecidos pulmonares e hepáticos nos planos pMBRT também foram bem abaixo das doses médias máximas toleráveis.

Benefícios clínicos

Os tratamentos pMBRT considerados neste estudo foram entregues usando apenas uma ou duas matrizes de minibeam. A utilização de menos campos do que nos tratamentos SRT (três ou quatro arcos) requer menos reposicionamento do paciente, reduzindo o tempo de tratamento da fração, além de diminuir o volume de tecido normal exposto a baixas doses. Além disso, a administração de pMBRT em uma fração de tratamento reduz consideravelmente o tempo total de tratamento em comparação com os planos SRT, que usavam de três a cinco frações.

Radioterapia Minibeam: de fótons a partículas carregadas

Os pesquisadores apontam que os planos de pMBRT avaliados neste trabalho podem ser entregues clinicamente usando a configuração já implementada no Orsay Proton Therapy Center para ensaios pré-clínicos, com movimento de alvo e órgão durante o tratamento controlado como em SRT e terapia de prótons.

Ortiz conta Mundo da física que o Institut Curie está agora discutindo a possibilidade de ensaios clínicos de Fase I/II. “Eles avaliariam a neurotoxicidade e as taxas de controle do tumor no tratamento do glioblastoma multiforme recorrente com minifeixes de prótons”, explica ele. “Este estudo visa contribuir para a preparação dessas investigações clínicas.”

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/proton-minibeams-could-improve-treatment-of-cancer-metastases/