Xstrahl in Aktion
Studien der letzten 9 Jahre zeigen, dass die Verabreichung von Strahlung mit Dosierungen von über 40 Gy/s, die sogenannte „FLASH“-Strahlentherapie, den therapeutischen Index der Strahlentherapie (RT) verbessert, indem sie die Schädigung normalen Gewebes verringert und gleichzeitig die Tumorreaktion im Vergleich zur konventionellen (oder Standard-)RT aufrechterhält. Diese Studie belegt den kardioprotektiven Nutzen der FLASH-Protonen-RT (F-PRT) im Vergleich zur standardmäßigen (konventionellen) Protonen-RT (S-PRT), was durch verringerte akute und chronische Herztoxizitäten belegt wird. Diese Studie hat gezeigt, dass die FLASH-Protonen-RT (F-PRT) die Induktion eines entzündlichen Milieus mit geringerer Expression von entzündlichen Zytokinen und profibrotischen Faktoren verringert. Wichtig ist, dass die Ergebnisse darauf hinweisen, dass die F-PRT die Herzfunktionalität besser erhält, wie durch Echokardiographie-Analyse bestätigt, und gleichzeitig die Entwicklung einer langfristigen Fibrose eindämmt.
Publikationen
FLASH-Protonenstrahlentherapie mildert entzündliche und fibrotische Prozesse und erhält die Herzfunktion in einem präklinischen Mausmodell für strahleninduzierte Herzerkrankungen
Autoren
Kyle Kim BS, Michele M. Kim PhD, Giorgos Skoufos PhD, Eric S. Diffenderfer PhD, Seyyedeh Azar Oliaei Motlagh PhD, Michail Kokkorakis BS, Ilektra Koliaki BS, George Morcos BS, Khayrullo Shoniyozov PhD, Joanna Griffin MS, et al.
Hauptergebnisse
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Während oder zu irgendeinem Zeitpunkt nach der PRT wurden bei keinem der Behandlungsschemata und -modalitäten Todesfälle oder Hauttoxizitäten festgestellt, und alle Mäuse blieben nach der RT gesund.
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Im Vergleich zu den mit S-PRT behandelten Herzen blieben bei den mit F-PRT fokal bestrahlten Herzen viele entscheidende Parameter erhalten, darunter LVIDd, LV-Masse, Auswurfzeit und relative Wandstärke, wobei die Werte denen der nicht bestrahlten Mäuse sehr ähnlich waren.
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F-PRT mildert RIHD im Spätstadium (vor allem Fibrose) und erhält im Vergleich zu S-PRT die Herzfunktionalität.
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Es wurde gezeigt, dass F-PRT die Herzspitze im Vergleich zu S-PRT sowohl vor akuter als auch chronischer Toxizität bewahrt.
Der Wert von SARRP
Mithilfe der Small Animal Radiation Research Platform (SARRP) wurden Mäuse, die zufällig den Behandlungsgruppen zugewiesen wurden, einer bildgeführten Strahlentherapie unterzogen und mit einer Einzeldosis von 40 Gy S-PRT oder F-PRT an der Herzspitze mittels eines 5 mm großen kreisförmigen Kollimators bestrahlt. Über die Bedienoberfläche der SARRP wurden kontrastmittelverstärkte Cone-Beam-Computertomographie-Bilder erstellt und ein entsprechender Strahlentherapieplan erstellt (Abb. 1b).
Abbildung 1. Bestrahlungsaufbau. (a) Bestrahlungseinstellung; der Protonenstrahl ist um 15° zur Vertikalen geneigt (erstellt mit BioRender.com). (b) Dosisplan in MuriPlan. Frontalansicht der RT-Planung und -Abgabe an die Herzspitze mit einer Dosis von 40 Gy mit einem kreisförmigen Kollimator mit 5 mm Durchmesser und einem Winkel von 15° zur Horizontalen. Violette und orange Bereiche zeigen die unbestrahlten bzw. bestrahlten Herzbereiche an. (c) Zeitleiste der in dieser Studie durchgeführten Experimente. (d) Phosphorylierte Form der Histon-H2AX-Immunfluoreszenzfärbung in bei optimaler Schnitttemperatur gefrorenen FLASH-Protonen-RT- oder standardmäßigen (konventionellen) Protonen-RT-behandelten Herzschnitten. Der rot gepunktete Kreis umreißt den bestrahlten Bereich. Maßstab: 1 mm. Abkürzung: RT = Strahlentherapie.
