ZIEL:
Die Strahlentherapie soll eine optimale physikalische Dosisverteilung auf das Zieltumorvolumen erreichen und gleichzeitig die Dosis für das umgebende normale Gewebe minimieren. Jüngste In-vitro-Experimente haben gezeigt, dass die interzelluläre Kommunikation bei radiobiologischen Reaktionen nach ungleichmäßiger Exposition eine wichtige Rolle spielt. Ziel dieser Studie war es, die Auswirkungen dieser Effekte im Zusammenhang mit Techniken zu modellieren, die hochmodulierte Strahlungsfelder oder räumlich fraktionierte Behandlungen wie die räumlich fraktionierte Strahlentherapie (GRID) umfassen.
METHODEN:
Durch die Nutzung der Forschungsplattform für Strahlentherapie bei kleinen Tieren als Schlüsseltechnologie für die Bereitstellung einer präzisen bildgesteuerten Strahlentherapie ist es möglich, räumlich modulierte Dosisverteilungen zu erreichen, die typische klinische Szenarien modellieren. In dieser Arbeit haben wir einheitliche und räumlich fraktionierte Dosisverteilungen unter Verwendung mehrerer Isozentren mit Strahlgrößen von 0.5–5 mm geplant, um eine Volumenabdeckung von 50 % in einem subkutanen murinen Tumormodell zu erreichen, und ein Modell der zellulären Reaktion angewendet, das interzelluläre Kommunikation einbezieht, um die potenziellen Auswirkungen von Signalwirkungen mit unterschiedlichen Reichweiten zu bewerten.
ERGEBNISSE:
Modelle von GRID-Behandlungsplänen, die interzelluläre Signale einbeziehen, zeigten eine erhöhte Zelltötung im Niedrigdosisbereich. Dies führt zu einer Erhöhung der äquivalenten einheitlichen Dosis für GRID-Expositionen im Vergleich zu Standardmodellen, wobei einige GRID-Expositionen voraussichtlich wirksamer sind als die gleichmäßige Abgabe derselben physikalischen Dosis.
FAZIT:
Diese Studie zeigt den möglichen Einfluss strahleninduzierter Signale auf die Tumorzellreaktion für räumlich fraktionierte Therapien und identifiziert Schlüsselexperimente zur Validierung dieses Modells und zur Quantifizierung dieser Effekte in vivo. Wissensfortschritte: Diese Studie beleuchtet die einzigartigen Möglichkeiten, die jetzt durch den Einsatz fortschrittlicher präklinischer Techniken möglich sind, um eine Grundlage für die biophysikalische Optimierung der Strahlentherapie-Behandlungsplanung zu entwickeln.
Butterworth KT, Ghita M, McMahon SJ, Mcgarry CK, Griffin RJ, Hounsell AR, Prize KM.
