Gefocusseerde ultrasone hyperthermie verbetert glioomreacties op bestralingstherapie

Gepubliceerd door de Focused Ultrasound Foundation

Pluspunten:

• De preklinische studie testte een subcutaan model van glioom, een toegankelijkere tumoromgeving dan in de hersenen.
• Gefocusseerde ultrasone hyperthermie verbeterde de effectiviteit van bestralingstherapie, wat leidde tot een betere tumorcontrole.

Een neurochirurgisch onderzoeksteam van de Universiteit van Virginia (UVA) onder leiding van Jason Sheehan, MD, werkte samen met een UVA-patholoog en wetenschappers van de Focused Ultrasound Foundation en LabTAU om een preklinische studie uit te voeren waarin werd geëvalueerd of gerichte echografie-geïnduceerde hyperthermie (FUS-HT) kan worden gebruikt om de effectiviteit van bestralingstherapie (RT) voor de behandeling van gliomen te verbeteren. Frédéric Padilla, PhD, senior auteur van het artikel, leidt het gen- en celtherapieprogramma van de Foundation.

Radiosensibilisatie van allogene subcutane C6-glioommodel met gefocusseerde echo-geïnduceerde milde hyperthermie 

De studie maakte gebruik van een allogene C6-glioomtumormodel dat subcutaan bij ratten werd geïmplanteerd. Om de hypothese te testen dat de combinatie van FUS-HT en RT effectiever zou zijn dan RT alleen, behandelden en beoordeelden onderzoekers de tumorgroei in vier vergelijkingsgroepen, waaronder RT alleen, FUS-HT alleen, de FUS-HT plus RT-combinatie of geen behandeling.

“In deze voorstudie hebben we ervoor gekozen om met een onderhuids tumormodel te werken om het therapeutisch potentieel van FUS-HT in een meer toegankelijke tumoromgeving te evalueren,” zei Dr. Padilla. “Numerieke simulaties werden gebruikt om de FUS-HT-behandelingsparameters te optimaliseren, en er werd een feedback-controlelus geïmplementeerd om de temperatuur tijdens hyperthermiebehandeling te reguleren. Een vergelijkbare aanpak kan in de toekomst en in een klinische setting worden geïmplementeerd met intracraniële tumoren.”

Milde hyperthermie van 42 graden Celsius werd in de tumoren geïnduceerd door gedurende 20 minuten gerichte echografie toe te passen met een 350 kHz-transducer met één element. RT-toediening op het onderzoeksplatform voor kleine dieren maakte gebruik van bestraling met één bundel om 2 Gy straling af te geven. De stralingsdosis die voor dit project werd gebruikt, werd bepaald na een dosis-escalatiestudie en werd gekozen omdat er voldoende tumorvolume overbleef om de effecten van de combinatietherapie te beoordelen.

Vóór de behandeling (vijf dagen na implantatie) werden tumorvolumes gemeten. Een week na de behandeling werden de tumoren opnieuw gemeten. Zoals verondersteld, wanneer FUS-HT voorafging aan RT, was er een significante vermindering van de tumorgroei in vergelijking met de andere behandelingen en de controle-arm.

De onderzoekers concludeerden daarom dat FUS-HT in dit model de effectiviteit van de RT verbeterde door een effectievere tumorcontrole te induceren. Om het mogelijke mechanisme achter het effect te evalueren, voerde het team immunohistologische analyses van de tumoren uit, en deze analyses suggereerden dat de combinatiebehandeling leidde tot verhoogde DNA-schade.

“Wanneer alleen gebruikt, controleerde gerichte echografie geïnduceerde milde hyperthermie de tumorgroei bij gliomen niet,” zei Dr. Sheehan. “Door gerichte echografie en straling te combineren, werd echter een significante vermindering van de tumorgroei bereikt. Dit betekent dat gefocusseerde echografie het effect van ioniserende straling op glioblastomen kan versterken.”

Gefocuste echografie-geïnduceerde milde hyperthermie verhoogde de gevoeligheid van glioom voor straling, wat hielp de tumorgroei in deze studie onder controle te houden. In de toekomst moeten deze resultaten nu worden gevalideerd in een intracranieel tumormodel en moeten de verschillende therapeutische behandelingssequenties nog worden geoptimaliseerd.