Napromienianie pod kontrolą PET i MRI szczurzego modelu glejaka przy użyciu mikropromiennika

Julie Bolcaen; Benedicte Descamps; Tom Boterberg; Christian Vanhove; Ingeborg Goethals

doi:10.3791/56601

Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Napromienianie pod kontrolą PET i MRI szczurzego modelu glejaka przy użyciu mikropromiennika

9.3K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/56601

⸱

28 grudnia 2017

Julie Bolcaen¹ , Benedicte Descamps² , Tom Boterberg³ , Christian Vanhove² , Ingeborg Goethals¹

¹Department of Nuclear Medicine, Ghent University Hospital, ²IBiTech-MEDISIP, Department of Electronics and Information Systems, Ghent University, ³Department of Radiation Oncology, Ghent University Hospital

W tym artykule

Podsumowanie

W przeszłości, napromienianie małych zwierząt było zazwyczaj wykonywane bez możliwości celowania w dobrze zdefiniowaną objętość guza. Celem było naśladowanie leczenia glejaka u ludzi u szczurów. Korzystając z platformy do napromieniania małych zwierząt, przeprowadziliśmy konforemne napromienianie 3D pod kontrolą MRI ze zwiększeniem podobjętości na podstawie PET w warunkach przedklinicznych.

Streszczenie

Przez dziesięciolecia, badania nad promieniowaniem małych zwierząt były głównie prowadzone przy użyciu dość prymitywnych ustawień eksperymentalnych, stosując proste techniki pojedynczej wiązki, bez możliwości celowania w konkretną lub dobrze wytyczoną objętość guza. Dostarczanie promieniowania osiągnięto za pomocą stałych źródeł promieniowania lub akceleratorów liniowych wytwarzających meganapięciowe (MV) promieniowanie rentgenowskie. Urządzenia te nie są w stanie osiągnąć precyzji submilimetrowej wymaganej dla małych zwierząt. Co więcej, wysokie dawki dostarczane do zdrowych tkanek otaczających utrudniają ocenę odpowiedzi. Aby zwiększyć translację między badaniami na małych zwierzętach a ludźmi, naszym celem było naśladowanie leczenia glejaka u ludzi na modelu szczurzym. Aby umożliwić dokładniejsze napromienianie w warunkach przedklinicznych, niedawno opracowano precyzyjne, sterowane obrazem platformy badawcze do badania promieniowania małych zwierząt. Podobnie jak w przypadku systemów planowania u ludzi, planowanie leczenia za pomocą tych mikropromienników opiera się na tomografii komputerowej (CT). Jednak niski kontrast tkanek miękkich w tomografii komputerowej sprawia, że lokalizacja celów w niektórych tkankach, takich jak mózg, jest bardzo trudna. W związku z tym włączenie obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI), które charakteryzuje się doskonałym kontrastem tkanek miękkich w porównaniu z tomografią komputerową, umożliwiłoby bardziej precyzyjne wyznaczenie celu napromieniowania. W ostatniej dekadzie zainteresowanie w leczeniu radioterapią zyskały również techniki obrazowania biologicznego, takie jak pozytonowa tomografia emisyjna (PET). PET umożliwia wizualizację m.in. zużycia glukozy, transportu aminokwasów czy niedotlenienia, występujących w guzie. Celowanie w te wysoce proliferacyjne lub odporne na promieniowanie części guza za pomocą wyższej dawki może przynieść korzyści w zakresie przeżycia. Hipoteza ta doprowadziła do wprowadzenia biologicznej objętości guza (BTV), oprócz konwencjonalnej objętości docelowej brutto (GTV), klinicznej objętości docelowej (CTV) i planowanej objętości docelowej (PTV).

W laboratorium obrazowania przedklinicznego Uniwersytetu w Gandawie dostępne są mikro-promienniki, PET, oraz 7-tonowy rezonans magnetyczny dla małych zwierząt. Celem było włączenie napromieniania pod kontrolą MRI i zwiększania podobjętości pod kontrolą PET do modelu szczura glejaka.

Wprowadzenie

Glejak wysokiego stopnia jest najczęstszym i najbardziej agresywnym złośliwym nowotworem mózgu u dorosłych, z medianą przeżycia wynoszącą 1 rok, pomimo obecnych metod leczenia. Standard opieki obejmuje maksymalną resekcję chirurgiczną, po której następuje połączona radioterapia wiązką zewnętrzną (RT) i temozolomidem (TMZ), a następnie leczenie podtrzymujące TMZ¹^,²^,³. Od czasu wprowadzenia TMZ ponad 15 lat temu, nie poczyniono żadnych znaczących postępów w leczeniu tych nowotworów. W związku z tym wdrożenie nowych strategii terapeutycznych jest pilne, ale powinno być najpierw ....