FLASH ışınlaması, proton tedavisi sırasında bağışıklık hücrelerini koruyor - Fizik Dünyası

<a data-fancybox data-src="https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/flash-irradiation-spares-immune-cells-during-proton-therapy-physics-world.jpg" data-caption="Beyindeki kan akışının modellenmesi Yeniden yapılandırılmış beyin modelinde kanın (mor) damarlar (sarı) yoluyla uzay-zamansal yayılımı. Soldan sağa: beyne giren ve çıkan kan akışı eşit olduğunda başlangıçta (0.2 saniye), 1.5 saniye sonra ve dengede (7 saniyeden uzun) dağılım. (Nezaket: CC BY 4.0/Fizik Med. Biol. 10.1088/1361-6560/ad144e)” title=”Click to open image in popup” href=”https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/flash-irradiation-spares-immune-cells-during-proton-therapy-physics-world.jpg”>

Kanseri radyasyonla tedavi etmek, vücudun bağışıklık tepkisini uyarabilir ve tümör büyümesini engelleyebilir, ancak aynı zamanda bağışıklık tepkisiyle ilişkili beyaz kan hücreleri olan lenfositlerin seviyesini de azaltabilir, bu da tümör kontrolünün bozulmasına ve kötü prognoza neden olabilir. Radyasyonun neden olduğu bu lenfopeninin ciddiyeti, dolaşımdaki kan hücrelerine ve lenfositlere verilen dozla ilişkilidir. Bu nedenle kalbe, periferik kana ve lenfoid organlara uygulanan dozun en aza indirilmesi bu zararlı etkinin azaltılmasına yardımcı olabilir.

Bu teoriyi daha fazla araştırmak için Antje Galts ve Abdülhalek Hammi Dortmund Üniversitesi'nden TU, FLASH radyoterapisinin (çok yüksek doz hızlarında verilen radyasyon) beyin kanseri hastalarının proton tedavisi sırasında bağışıklık hücresi tükenmesinin düzeyini azaltıp azaltamayacağını araştırdı.

"Yüksek doz hızlarında gözlenen FLASH koruyucu etkisinin ardındaki biyolojik mekanizma henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Ancak önerilen teorilerden biri, FLASH ışınlamasının anında doz verilmesinin, maruz kalma süresini en aza indirerek dolaşımdaki lenfositlerin tükenmesini önemli ölçüde azalttığını öne süren bağışıklık hipotezidir" diye açıklıyor Hammi. "Çalışmamızda, hipofraksiyone tedavi ve hızlı doz dağıtımının, geleneksel fraksiyone proton kalem ışın taramalı tedavi planına kıyasla bağışıklık hücrelerini 27 kata kadar koruduğunu gösterdik."

Galts ve Hammi bir dozimetrik kan akışı modeli Bir beyin tümörünün geleneksel ve FLASH bazlı yoğunluk ayarlı proton tedavisi (IMPT) sırasında dolaşımdaki lenfositlere uygulanan dozu simüle etmek. Dinamik ışın dağıtım modeli, her bir proton kalem ışının doz hızının uzay-zamansal değişimini göz önünde bulundurarak IMPT parçalı tedavi planını simüle eder. Hammi, modelin ticari olarak temin edilebilen siklotronlardan gerçekçi dağıtım parametrelerini içerdiğini belirtiyor.

Galts ve Hammi, insan beynindeki kan dolaşımını doğru bir şekilde yansıtmak için kan damarlarını doğrudan beyin MR anjiyografi görüntülerinden haritalandırdı. Kan akışındaki bağışıklık hücrelerinin dolaşımını simüle etmek için 465 kan damarı ve 8841 ayrı damar dalını içeren sonuçta ortaya çıkan serebrovasküler modeli kullandılar.

Araştırmacılar, dört proton ışınını ve klinik olarak ilgili dağıtım parametrelerini kullanarak bir glioblastoma tümörü için gerçekçi IMPT tedavi planları oluşturdular. Daha sonra proton tedavisi planlarının uygulanması sırasında dolaşımdaki kanın maruz kaldığı zamanla değişen radyasyon alanlarını ve tedaviyi takiben biriken dozu hesapladılar ve bulgularını şu şekilde rapor ettiler: Tıp ve Biyolojide Fizik.

Glioblastoma, beyin kanserinin en ölümcül şeklidir ve radyoterapiyle tedavi edilmesi, uzun süreli radyasyona bağlı lenfopeniye neden olabilir. Hammi, "Radyasyon dağıtımı sırasında serebrovasküler sistemi modelleyerek, radyoterapinin bu hasta gruplarında bağışıklık tepkisini nasıl etkilediğine dair daha derin bilgiler edinmeyi ve potansiyel olarak iyileştirilmiş tedavi stratejilerine yol açmayı umuyoruz" diyor.

Karşılaştırmaları planlayın

Galts ve Hammi dört tedavi senaryosunu inceledi: tek bir 22.3 Gy fraksiyonlu IMPT FLASH; iki adet 14.6 Gy ve beş adet 8 Gy fraksiyonu kullanılarak hipofraksiyone FLASH; ve otuz iki 2 Gy fraksiyonu kullanan geleneksel IMPT. Her tedavi planı için dolaşımdaki lenfositler üzerindeki dozimetrik etkiyi değerlendirdiler ve ortaya çıkan radyotoksisiteyi tahmin ettiler.

Doz-hacim histogramları, FLASH radyoterapisinin, geleneksel doz hızı IMPT ile karşılaştırıldığında ışınlanmış hücrelerin oranını önemli ölçüde azalttığını ortaya çıkardı. İlk tedavi fraksiyonu sırasında, üç FLASH şemasının tümü dolaşımdaki kan hacminin yaklaşık %1.52'sini ışınlarken, geleneksel IMPT %2.18'ini ışınladı. İki veya beş fraksiyon halinde uygulanan hipofraksiyone FLASH planları, bu ışınlanmış hacmi sırasıyla %3.01 ve %7.35'e çıkarırken, geleneksel IMPT periferik kanın %42.41'ini radyasyona maruz bıraktı.

Daha sonra araştırmacılar, tüm tedavi boyunca en az 7 cGy (lenfosit popülasyonunda %2 tükenmeye neden olan bir eşik) dozu alan dolaşımdaki lenfositlerin seviyesini inceledi. Geleneksel IMPT tamamlandıktan sonra dolaşımdaki lenfositlerin %25.65'i en az 7 cGy doz aldı. Tek, iki ve beş fraksiyonlu FLASH tedavileri için bu doz eşiğinden fazlasını alan hacimler sırasıyla %1.21, %2.30 ve %5.14 olmuştur.

%100 tükenmeye neden olan 30 cGy'den fazla doz alan dolaşımdaki lenfositlerin hacimleri tek, iki ve beş fraksiyonlu FLASH için sırasıyla %0.77, %1.28 ve %2.09 ve geleneksel IMPT sırasında %0.10 idi.

Galts ve Hammi ayrıca periferik kanda farklı dağılımlara sahip olan CD4+ ve CD8+ lenfositlerin çeşitli ışınlama senaryolarına verdiği tepkiyi de inceledi. Her iki lenfosit tipi için, ilk fraksiyondan sonra hücre ölümü, tek, iki ve beş fraksiyonlu FLASH ve geleneksel IMPT için sırasıyla %0.66, %0.62, %0.32 ve %0.08 idi.

Tam tedaviden sonra lenfositlerdeki azalma, iki ve beş tedavi fraksiyonları için sırasıyla %1.02 ve %1.56 ve geleneksel IMPT için %2.14 idi. Bu bulgular, FLASH proton tedavisinin, intrakraniyal tedavi sırasında dolaşımdaki bağışıklık hücrelerini koruduğunu, tek fraksiyonlu FLASH'ın, geleneksel IMPT ile karşılaştırıldığında tükenme oranını neredeyse %70 oranında azalttığını göstermektedir.

Hammi anlatıyor Fizik dünyası Artık modeli baş-boyun kanserlerini de kapsayacak şekilde genişletiyorlar. "Ayrıca, çeşitli FLASH dağıtım yöntemlerini ve bunların bağışıklık sisteminin tükenmesi üzerindeki etkilerini araştırıyoruz; özellikle pasif, hastaya özel enerji modülasyonuna dayanan konformal FLASH tedavisine odaklanıyoruz" diye açıklıyor. "Bu dağıtım modeli, doğrudan FLASH dağıtımıyla karşılaştırıldığında dolaşımdaki lenfositleri daha fazla koruma potansiyeline sahip."

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/flash-irradiation-spares-immune-cells-during-proton-therapy/