Das Rhabdomyosarkom (RMS) ist ein Skelettmuskeltumor, der am häufigsten bei Kindern und jungen Erwachsenen auftritt1. Lokalisierte Erkrankungen werden oft mit einer multimodalen Behandlung behandelt, einschließlich Chemotherapie, ionisierender Strahlung und Operation. Der Einsatz von Multi-Medikamenten-Chemotherapien ist bei pädiatrischen Patienten häufiger anzutreffen und hat im Vergleich zu ihren erwachsenen Kollegen bessere Ergebnisseerzielt 2; Trotz laufender Forschungsbemühungen liegt die 5-Jahres-Überlebensrate bei der aggressivsten Form der Krankheit jedoch nach wie vor bei etwa 30 % 3,4. Die Standardtherapie der Chemotherapie ist ein Multidrug-Schema, das Vincristin, Cyclophosphamid und Actinomycin D umfasst. Bei rezidivierender oder rezidivierender Erkrankung werden alternative Chemotherapien eingesetzt, darunter Standard-Doxorubicin (FD) und Ifosfamid1. Während alle diese Chemotherapien systemische Toxizitäten aufweisen, erzwingt die Kardiotoxizität von Doxorubicin eine lebenslange Dosisbegrenzungvon 5-7. Um die Menge des an den Tumor abgegebenen Arzneimittels zu erhöhen und die systemische Toxizität zu minimieren, wurden alternative Formulierungen entwickelt, einschließlich liposomaler Verkapselung. Dabei kann es sich um nicht-thermosensitives Doxorubicin handeln, das für die Behandlung von Brustkrebs und hepatozellulärem Karzinom zugelassen ist, oder um thermosensitives Doxorubicin, für das klinische Studien laufen 8,9,10,11,12,13. Alternative Methoden zur Verabreichung liposomal verkapselter Arzneimittel wie multivesikuläre Liposomen und Liganden-gerichtete Liposomen wurden evaluiert und sind vielversprechend für die Behandlung von Tumoren9. In dieser Studie hat die Zugabe von Wärme multifaktorielle Auswirkungen, einschließlich der Wirkstofffreisetzung14. Die Kombination von Hyperthermie (HT), die mit magnetresonanzgesteuertem hochintensivem fokussiertem Ultraschall (MRgHIFU) und thermosensitivem liposomalem Doxorubicin (TLD) erzeugt wird, ist ein neuartiger multimodaler therapeutischer Ansatz für den Einsatz dieses toxischen, aber wirksamen Medikaments zur Behandlung von RMS, während gleichzeitig die dosislimitierende Toxizität minimiert und möglicherweise die Immunantwort auf den Tumor erhöht wird.
Doxorubicin wird bei Temperaturen von >39 °C schnell aus TLD freigesetzt, was weit über der durchschnittlichen menschlichen Körpertemperatur von 37 °C liegt, aber nicht hoch genug ist, um Gewebeschäden oder Ablation zu verursachen. Dies beginnt bei 43 °C, tritt aber schneller auf, wenn sich die Temperaturen 60 °C nähern15. Zur Erzeugung von HT in vivo wurden verschiedene Methoden eingesetzt, darunter Laser, Mikrowellen, Radiofrequenzablation und fokussierter Ultraschall, von denen viele invasive Erhitzungsmethoden sind16. MRgHIFU ist eine nicht-invasive, nichtionisierende Heizmethode, die eine präzise Temperatureinstellung innerhalb des Zielgewebes in situ ermöglicht. Die Magnetresonanztomographie (MR) bietet eine Echtzeit-Bildgebung, bei der Computersoftware verwendet werden kann, um eine thermometrische Messung des Gewebes während der gesamten Behandlung zu berechnen. Anschließend können diese Daten verwendet werden, um die Ultraschalltherapie in Echtzeit zu steuern, um einen gewünschten Temperatursollwert17 zu erreichen und zu halten. MRgHIFU wurde in verschiedenen Gewebetypen getestet und kann für eine Vielzahl von Temperaturbehandlungen eingesetzt werden, von der leichten HT bis zur Ablation, sowie klinisch zur erfolgreichen Behandlung schmerzhafter Knochenmetastasen18. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass HT Tumorzytotoxizität verursacht, die Proteinexpression moduliert und die Immunantwort in der Tumormikroumgebung verändert 19,20,21,22. In einer Studie wurde eine milde HT mit TLD, gefolgt von einer Ablation mit MRgHIFU, in einem synergetischen R1-Rattenmodell23 kombiniert, was zu einer Nekrose im Tumorkern und einer Medikamentenabgabe in die Peripherie führte. Traditionell wurde die Strahlentherapie als Zusatztherapie eingesetzt, um Tumorzellen zu schädigen und das lokale Wiederauftreten der Krankheit zu verringern. Seine Verwendung ist jedoch durch die lebenslange Dosierung und den Schaden außerhalb des Zielsbegrenzt 1. Daher ist HT insofern einzigartig, als es einige der gleichen Wirkungen ohne die gleichen Toxizitäten oder Einschränkungen verursachen kann.
Zu den präklinischen Tiermodellen für RMS gehören syngene immunkompetente Modelle und patientenabgeleitete Xenotransplantate (PDX) in immungeschwächten Wirten. Die immungeschwächten Modelle ermöglichen zwar das Wachstum der menschlichen Tumore, aber ihnen fehlt die geeignete Tumormikroumgebung und sie sind in ihrer Fähigkeit, die Immunantwort zu untersuchen, eingeschränkt24. Die FGFR4-aktivierende Mutation ist ein vielversprechender Marker für eine schlechte Prognose und ein potenzielles therapeutisches Ziel bei adulter und pädiatrischer RMS 1,25. In den syngenen RMS-Modellen, die im Gladdy-Labor entwickelt wurden, sind die Tumore in der Lage, in einem immunkompetenten Wirt zu wachsen, der eine angeborene und adaptive Immunantwort auf den Tumor entwickelt26. Da HT die Immunantwort beeinflusst, ist die Beobachtung der Veränderung der murinen Immunantwort ein wertvoller Vorteil dieses Tumormodells. Um sowohl die Tumorantwort auf TLD im Vergleich zu FD als auch die Veränderung der Immunantwort des Tumors sowohl auf Chemotherapie als auch auf HT zu testen, wurde ein Protokoll zur Behandlung von syngenen murinen RMS-Tumoren in vivo mit MRgHIFU und TLD entwickelt und eingesetzt, was im Fokus dieser Studie steht.