Minirazele de protoni ar putea îmbunătăți tratamentul metastazelor canceroase

Tratarea pacienților cu cancer cu fascicule de radiații modulate spațial ar putea distruge tumorile, reducând în același timp leziunile organelor din apropiere și țesutului sănătos. Aceasta este ideea din spatele terapiei cu radiații cu minifasci de protoni (pMBRT), o tehnică de tratament emergentă care utilizează o serie de fascicule de radiații de dimensiuni submilimetrice pentru a furniza doza terapeutică.

Minibeamurile cuprind alte vârfuri cu doze mari și văi cu doze mici, un model care este mai puțin dăunător pentru țesutul sănătos la adâncimi mici. La adâncimi mai mari, aceste fascicule se lărgesc treptat pentru a crea o distribuție omogenă a dozei în volumul țintă. Studiile la animale mici au arătat că pMBRT poate face în mod dramatic reduce toxicitatea tisulară normală, Cu controlul tumoral echivalent sau superior, în comparație cu terapia convențională cu protoni.

„Radioterapia cu minifasci de protoni a arătat deja un câștig remarcabil în indicele terapeutic în studiile preclinice”, spune Ramon Ortiz din Institutul Curie. „Aceste rezultate promițătoare încurajează traducerea acestei tehnici în domeniul clinic.” În acest scop, Ortiz (acum la UC San Francisco) și colegii de la Institut Curie au evaluat beneficiile pMBRT pentru tratarea metastazelor canceroase, și-au raportat descoperirile în Fizică medicală.

Simularea scenariilor pMBRT

Boala metastatică reprezintă până la 90% din decesele cauzate de cancer. Metastazele sunt tratate în mod obișnuit folosind tehnici de radioterapie stereotactică (SRT), dar doza necesară pentru controlul local este adesea limitată de riscul de toxicitate pentru țesutul normal din apropiere. Pentru metastazele cerebrale, de exemplu, necroza cerebrală indusă de radiații este raportată la jumătate dintre pacienții tratați cu SRT.

Pentru a determina dacă pMBRT poate reduce astfel de complicații, echipa a folosit simulări Monte Carlo pentru a calcula distribuția dozelor pentru patru pacienți care au primit anterior SRT la Institut Curie. Pacienții au fost tratați pentru leziuni metastatice în lobul temporal al creierului, lobul frontal, ficat și plămân.

Cercetătorii au simulat planuri pMBRT cu o singură fracțiune, folosind unul sau două câmpuri de tratament pentru a furniza aceeași doză biologică echivalentă (BED) țintei tumorii așa cum este prescris pentru SRT. Ei au modelat un mini-colimator din alamă care conține fante de 400 μm × 5.6 cm la diferite separații de la centru la centru, pentru a crea atât minigrinzi înguste, cât și mai late. Apoi au calculat distribuțiile dozelor pentru cele patru cazuri de pacienți, pentru pMBRT, SRT și terapia convențională cu protoni.

În planurile pMBRT înguste, care creează o distribuție uniformă a dozei în volumul țintă, acoperirea tumorii a fost similară sau puțin mai bună decât în ​​planurile SRT. Planurile care utilizează fascicule pMBRT mai spațiate, care oferă o distribuție cvasi-uniformă a dozei către țintă, au avut o acoperire tumorală mai mică.

Important, pMBRT a redus semnificativ doza la structurile critice în comparație cu SRT. În primul caz pe creier, pMBRT a scăzut BED-ul mediu la organele cu risc (OAR) cu între 44% (nervul acustic drept) și 100% (nervul acustic stâng). În al doilea tratament pentru creier, pMBRT a cruțat complet OAR-urile, inclusiv tractul optic, trunchiul cerebral și chiasma.

În cazul ficatului, BED medie la ficat și coaste a fost redusă cu 25%, respectiv 75%, evitând în același timp iradierea venei cave superioare. Iar pentru cazul plămânilor, doza la OAR a fost redusă cu între 11% (coaste) și 100% (artera pulmonară și bronhii). Media BED la OAR a fost în mare parte similară între pMBRT și terapia convențională cu protoni.

Cercetătorii au investigat, de asemenea, posibilele efecte adverse ale pMBRT asupra țesuturilor normale. Pentru cele două cazuri de metastaze cerebrale, de exemplu, au calculat doza administrată țesutului cerebral sănătos. Ei au luat în considerare limitele de doză pentru iradierea fracţionată standard, în care o doză totală normalizată la 2 fracţiuni Gy (NTD_2.0) de 72 Gy duce la o probabilitate de radio-necroză de 5% în decurs de cinci ani.

Pentru toate planurile pMBRT, NTD maxim de vale_2.0 la creierul sănătos (61 Gy (RBE) pentru cazul lobului temporal și 47 Gy (RBE) pentru cazul lobului frontal) au rămas sub acest prag de toleranță la doză, spre deosebire de terapia convențională cu protoni. Pentru pacienții cu metastaze pulmonare și hepatice, dozele medii la plămâni și țesuturile hepatice din planurile pMBRT au fost, de asemenea, cu mult sub dozele medii maxime tolerabile.

Beneficii clinice

Tratamentele pMBRT luate în considerare în acest studiu au fost furnizate folosind doar una sau două matrice minibeam. Utilizarea mai puține câmpuri decât în ​​tratamentele SRT (trei sau patru arce) necesită mai puțină repoziționare a pacientului, reducând timpul de tratament al fracțiunii, precum și scăderea volumului de țesut normal expus la doze mici. În plus, administrarea pMBRT într-o singură fracțiune de tratament reduce considerabil timpul total de tratament în comparație cu planurile SRT, care au folosit trei până la cinci fracțiuni.

Radioterapie cu miniradiere: de la fotoni la particule încărcate

Cercetătorii subliniază că planurile pMBRT evaluate în această lucrare ar putea fi furnizate clinic folosind configurația deja implementată la Centrul de Terapie cu Protoni Orsay pentru studiile preclinice, cu mișcarea țintei și a organului în timpul tratamentului controlată ca în SRT și terapia cu protoni.

spune Ortiz Lumea fizicii că Institut Curie discută acum posibilitatea unor studii clinice de fază I/II. „Acestea ar evalua neurotoxicitatea și ratele de control al tumorii în tratamentul glioblastomului multiform recurent cu minifasci de protoni”, explică el. „Acest studiu își propune să contribuie la pregătirea acestor investigații clinice.”

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/proton-minibeams-could-improve-treatment-of-cancer-metastases/