Xạ trị phân đoạn dựa trên CT hình chóp có tăng cường chất tương phản và theo dõi khối u glioblastoma chuột mắt: một nghiên cứu chứng minh khái niệm

Radiation Oncology - Tập 15 Số 1 - 2020
Benjamin Stegen1, Alexander Nieto1, Valérie Albrecht1, Jessica Maas1, Michael Orth1, Klement Neumaier1, S. Reinhardt2, Moritz Weick-Kleemann2, Wilfried Goetz3, Merle Reinhart3, Katia Parodi2, Claus Belka4, Maximilian Niyazi4, Kirsten Lauber4
1Department of Radiation Oncology, University Hospital, Ludwig-Maximilians-Universität München, Marchioninistrasse 15, 81377, Munich, Germany
2Department of Medical Physics, Ludwig-Maximilians-Universität München, Munich, Germany
3X-Strahl Inc., Suwanee, GA, USA
4German Cancer Consortium (DKTK) partnersite Munich, Munich, Germany

Tóm tắt

Tóm tắt Đặt vấn đề Mặc dù các phác đồ điều trị tích cực bao gồm phẫu thuật và xạ trị hóa chất, glioblastoma (GBM) vẫn là một loại ung thư có tiên lượng rất kém. Sự phát triển của các phương pháp kết hợp mới đòi hỏi các hệ thống mô hình tiền lâm sàng và phác đồ điều trị phù hợp phản ánh gần gũi tình trạng lâm sàng. Đến nay, xạ trị phân đoạn có hướng dẫn hình ảnh đối với các mô hình GBM trong cơ thể vẫn là một giới hạn chính trong lĩnh vực này. Phương pháp Các tế bào GBM chuột GL261 được cấy vào bán cầu phải của chuột C57BL/6. Sự phát triển của khối u được theo dõi bằng phương pháp chụp CT hình chóp (CBCT) có tăng cường chất tương phản. Khi đạt được thể tích trung bình khoảng 7 mm3, các khối u GBM được chiếu xạ với các phân đoạn hàng ngày 2 Gy lên đến liều tích lũy 20 Gy trong các thiết lập chùm tia khác nhau. Để lập kế hoạch điều trị và theo dõi thể tích khối u, các phép chụp CBCT có tăng cường chất tương phản được thực hiện hai lần mỗi tuần. Việc định vị lại động vật hàng ngày được thực hiện bằng cách căn chỉnh các cấu trúc xương trong các hình chụp CBCT gốc. Khi xuất hiện các triệu chứng thần kinh, chuột được hy sinh bằng cách tuần hoàn tim. Não, gan và thận được xử lý thành các lát mô học. Các tác dụng độc hại tiềm ẩn của việc tiêm chất tương phản được đánh giá bằng cách đo nồng độ enzyme gan và creatinin trong huyết thanh và bằng cách kiểm tra mô học. Kết quả Các khối u đã được hình ảnh hóa thành công bằng các phép chụp CBCT có tăng cường chất tương phản với giới hạn phát hiện khoảng 2 mm3, và có thể thực hiện lập kế hoạch điều trị. Việc định vị lại động vật hàng ngày thông qua việc căn chỉnh các cấu trúc xương trong các hình chụp CT gốc là hoàn toàn khả thi. Xạ trị phân đoạn đã gây ra sự chậm trễ đáng kể trong sự phát triển của khối u, chuyển đổi thành sự sống sót kéo dài đáng kể tùy thuộc rõ ràng vào thiết lập chùm tia và kích thước biên. Các lát não cho thấy các khối u có hình dạng và thể tích tương tự vào ngày euthanasia. Quan trọng là các tiêm chất tương phản lặp lại đã được dung nạp tốt, vì nồng độ enzyme gan và creatinin trong huyết thanh chỉ tăng nhẹ, và các lát gan và thận hiển thị hình thái học bình thường.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Stupp R, Mason WP, van den Bent MJ, Weller M, Fisher B, Taphoorn MJ, Belanger K, Brandes AA, Marosi C, Bogdahn U, et al. Radiotherapy plus concomitant and adjuvant temozolomide for glioblastoma. N Engl J Med. 2005;352(10):987–96.

Osuka S, Van Meir EG. Overcoming therapeutic resistance in glioblastoma: the way forward. J Clin Invest. 2017;127(2):415–26.

Verhaegen F, Granton P, Tryggestad E. Small animal radiotherapy research platforms. Phys Med Biol. 2011;56(12):R55–83.

Yahyanejad S, van Hoof SJ, Theys J, Barbeau LM, Granton PV, Paesmans K, Verhaegen F, Vooijs M. An image guided small animal radiation therapy platform (SmART) to monitor glioblastoma progression and therapy response. Radiother Oncol. 2015;116(3):467–72.

Bolcaen J, Descamps B, Deblaere K, Boterberg T, Hallaert G, Van den Broecke C, Decrock E, Vral A, Leybaert L, Vanhove C, et al. MRI-guided 3D conformal arc micro-irradiation of a F98 glioblastoma rat model using the Small Animal Radiation Research Platform (SARRP). J Neuro-Oncol. 2014;120(2):257–66.

Baumann BC, Benci JL, Santoiemma PP, Chandrasekaran S, Hollander AB, Kao GD, Dorsey JF. An integrated method for reproducible and accurate image-guided stereotactic cranial irradiation of brain tumors using the small animal radiation research platform. Transl Oncol. 2012;5(4):230–7.

Yahyanejad S, King H, Iglesias VS, Granton PV, Barbeau LM, van Hoof SJ, Groot AJ, Habets R, Prickaerts J, Chalmers AJ, et al. NOTCH blockade combined with radiation therapy and temozolomide prolongs survival of orthotopic glioblastoma. Oncotarget. 2016;7(27):41251–64.

King AR, Corso CD, Chen EM, Song E, Bongiorni P, Chen Z, Sundaram RK, Bindra RS, Saltzman WM. Local DNA repair inhibition for sustained radiosensitization of high-grade gliomas. Mol Cancer Ther. 2017;16(8):1456–69.

Kirschner S, Felix MC, Hartmann L, Bierbaum M, Maros ME, Kerl HU, Wenz F, Glatting G, Kramer M, Giordano FA, et al. In vivo micro-CT imaging of untreated and irradiated orthotopic glioblastoma xenografts in mice: capabilities, limitations and a comparison with bioluminescence imaging. J Neuro-Oncol. 2015;122(2):245–54.

Feist H. Influence of regenerating and evaluation procedures on the supralinear behavior of LiF thermoluminescent dosimeters. Strahlenther Onkol. 1988;164(4):223–7.

Ausman JI, Shapiro WR, Rall DP. Studies on the chemotherapy of experimental brain tumors: development of an experimental model. Cancer Res. 1970;30(9):2394–400.

Weiner NE, Pyles RB, Chalk CL, Balko MG, Miller MA, Dyer CA, Warnick RE, Parysek LM. A syngeneic mouse glioma model for study of glioblastoma therapy. J Neuropathol Exp Neurol. 1999;58(1):54–60.

Szatmari T, Lumniczky K, Desaknai S, Trajcevski S, Hidvegi EJ, Hamada H, Safrany G. Detailed characterization of the mouse glioma 261 tumor model for experimental glioblastoma therapy. Cancer Sci. 2006;97(6):546–53.

Wong J, Armour E, Kazanzides P, Iordachita I, Tryggestad E, Deng H, Matinfar M, Kennedy C, Liu Z, Chan T, et al. High-resolution, small animal radiation research platform with x-ray tomographic guidance capabilities. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2008;71(5):1591–9.

Schneider CA, Rasband WS, Eliceiri KW. NIH image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nat Methods. 2012;9(7):671–5.

Biglin ER, Price GJ, Chadwick AL, Aitkenhead AH, Williams KJ, Kirkby KJ. Preclinical dosimetry: exploring the use of small animal phantoms. Radiat Oncol. 2019;14(1):134.

Reduce, refine, replace. Nat Immunol. 2010;11(11):971.

Wild-Bode C, Weller M, Rimner A, Dichgans J, Wick W. Sublethal irradiation promotes migration and invasiveness of glioma cells: implications for radiotherapy of human glioblastoma. Cancer Res. 2001;61(6):2744–50.

Steinle M, Palme D, Misovic M, Rudner J, Dittmann K, Lukowski R, Ruth P, Huber SM. Ionizing radiation induces migration of glioblastoma cells by activating BK K(+) channels. Radiother Oncol. 2011;101(1):122–6.

Frosina G, Marubbi D, Marcello D, Daga A. Radiosensitization of orthotopic GIC-driven glioblastoma by doxycycline causes skin damage. Radiat Oncol. 2019;14(1):58.

Frosina G, Profumo A, Marubbi D, Marcello D, Ravetti JL, Daga A. ATR kinase inhibitors NVP-BEZ235 and AZD6738 effectively penetrate the brain after systemic administration. Radiat Oncol. 2018;13(1):76.

Verhaegen F, Dubois L, Gianolini S, Hill MA, Karger CP, Lauber K, Prise KM, Sarrut D, Thorwarth D, Vanhove C, et al. ESTRO ACROP: technology for precision small animal radiotherapy research: optimal use and challenges. Radiother Oncol. 2018;126(3):471–8.

Bhat KPL, Balasubramaniyan V, Vaillant B, Ezhilarasan R, Hummelink K, Hollingsworth F, Wani K, Heathcock L, James JD, Goodman LD, et al. Mesenchymal differentiation mediated by NF-kappaB promotes radiation resistance in glioblastoma. Cancer Cell. 2013;24(3):331–46.

Xu Z, Kader M, Sen R, Placantonakis DG. Orthotopic patient-derived glioblastoma xenografts in mice. Methods Mol Biol. 2018;1741:183–90.

Thông tin
Thông tin xuất bản

Radiation Oncology

Tập 15 Số 1

Thông tin tác giả