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Xstrahl in Aktion: SARRP hilft dem Forschungsteam, den Erfolg des neuen Proton FLASH RT-Systems zu validieren

8. März 2020

[:uns]Veröffentlichung/Studie:

Design, Implementierung und In-vivo-Validierung eines neuartigen Proton FLASH-Strahlentherapiesystems

Autoren:

Eric S. Diffenderfer, PhD, Ioannis I. Verginadis, PhD, Michele M. Kim, PhD, Khayrullo Shoniyozov, PhD, Anastasia Velalopoulou, PhD, Denisa Goia, MS, Mary Putt, PhD, Sarah Hagan, MS, Stephen Avery, PhD , Kevin Teo, PhD, Wei Zou, PhD, Alexander Lin, MD, Samuel Swisher-McClure, MD, Cameron Koch, PhD, Ann R. Kennedy, PhD, Andy Minn, MD, PhD, Amit Maity, MD, PhD, Theresa M. Busch, PhD, Lei Dong, PhD, Costas Koumenis, PhD, James Metz, MD, und Keith A. Cengel, MD, PhD

Die wichtigsten Ergebnisse:

Frühere Studien haben gezeigt, dass die „FLASH“-Elektronenbestrahlungstherapie (RT) mit ultrahoher Dosisleistung Tumoren erfolgreicher bekämpfen und gleichzeitig die Schädigung des umgebenden normalen Gewebes im Vergleich zur konventionellen Strahlentherapie mit Dosisleistung begrenzen kann. Ebenso zeigen frühere Untersuchungen, dass die Protonenstrahlentherapie (PRT) die räumliche Dosisabgabe im Vergleich zu Photonen oder Elektronen verbessern kann. In dieser Studie verwendeten Forscher SARRP und ein Mausmodell kombinierter syngener heterotoper Pankreastumoren und Verletzungen des oberen Darmtrakts, um die Auswirkungen eines neuen Protonen-FLASH-Strahlentherapiesystems (RT) zu untersuchen, mit dem Ziel, die daraus resultierenden biologischen Auswirkungen besser zu verstehen.

Die Forscher konstruierten ein einzigartiges Gerät, das RT mithilfe von doppelt gestreuten Protonen unter Computertomographieführung verabreichen konnte, und fanden Beweise – die ersten ihrer Art –, dass FLASH PRT im Vergleich zur Standard-PRT ein geringeres Maß an akuten und chronischen Magen-Darm-Schäden hervorruft. Dennoch zeigte FLASH-PRT im selben Mausmodell keinen Tumor-Strahlenschutz bei Flankentumoren von Bauchspeicheldrüsenkrebs.

Mit anderen Worten: Die Forscher bestätigten eine weitere Modalität, bei der FLASH-Dosisraten erfolgreich auf bösartige Zellen abzielen und gleichzeitig das umliegende Gewebe schonen. Gleichzeitig zeigten sie, dass FLASH PRT im Vergleich zur Standard-PRT eine deutlich geringere Darmfibrose hervorruft. Diese Ergebnisse zeigen das Potenzial für eine deutliche Verbesserung der Ergebnisse bei bestimmten Bauchkrebsarten beim Menschen im klinischen Einsatz, bei denen Behandlungen typischerweise durch die schwere Toxizität hoher RT-Dosierungen gehemmt werden.

Der Wert von SARRP:

In dieser speziellen Studie ist es, wie bei allen Studien zur FLASH-Biologie, unbedingt erforderlich, sicherzustellen, dass sowohl die Dosimetrie als auch die Dosisverabreichung mit äußerster Präzision durchgeführt werden. Dadurch können Forscher sicher sein, dass alle beobachteten biologischen Unterschiede ausschließlich auf der Dosisleistung und nicht auf der abgegebenen Gesamtdosis beruhen.

Alle Bestrahlungen in dieser Studie umfassten die Verwendung des SARRP, um „vertikale und horizontale Laser bereitzustellen, die auf das Zentrum des Protonenstrahls ausgerichtet sind“, und dann „den Einsatz maßgeschneiderter dreidimensionaler gedruckter Vorrichtungen mit Anästhesiegasanschlüssen“, um direkt mit den Mäusen zu arbeiten. Die SARRP-Plattform bietet die grundlegende präklinische Umgebung, die für die Konfiguration eines äußerst gezielten Experiments erforderlich ist, bei dem Genauigkeit von größter Bedeutung ist. Darüber hinaus bietet SARRP die Flexibilität, die Forscher benötigen, um RT-Bereitstellungsmechanismen an individuelle Forschungsanforderungen anzupassen.[:]

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