La misión de la mayoría de los centros oncológicos, de alguna forma, es contribuir a la prevención y cura del cáncer. Para lograr tal misión, se debe poner un gran enfoque en la investigación tanto en el entorno de laboratorio clínico como preclínico. Para obtener resultados clínicamente relevantes, se deben realizar investigaciones clínicamente relevantes. Por lo tanto, es imperativo realizar la investigación más precisa y traslacional para lograr la misión de la institución. Para mantener la misión, la mayoría de los laboratorios e instalaciones de núcleos ponen a disposición de sus investigadores sistemas altamente específicos, técnicos y analíticos como HPLC, Mass Spec, citometría de flujo, imágenes de fluorescencia / bioluminiscencia, resonancia magnética nuclear y microscopía confocal. Sin embargo, falta la capacidad de los sistemas disponibles para modelar con precisión el suministro de radiación en animales pequeños.
Para la mayoría de centros oncológicos e institutos de investigación oncológicos. El estado actual de la investigación basada en la radiación utiliza una metodología muy básica y simplista para administrar radiación a las áreas deseadas cuando se trabaja con modelos de animales pequeños. A través de conversaciones con oncólogos radioterapeutas, radiobiólogos, físicos e investigadores del cáncer de todos los orígenes. He comenzado a comprender que los sistemas disponibles actualmente en el entorno preclínico se limitan a irradiadores de gabinete plano único de fuente fija. Estos irradiadores no permiten la colimación del haz, no tienen capacidad para obtener imágenes y requieren que el investigador utilice recortes / plantillas de plomo para proteger las áreas que no se desea tratar mientras deja el objetivo (tumor) expuesto a la radiación. Para la mayoría de los investigadores, esto suena bien, principalmente porque así es como se ha modelado la administración de radiación en animales pequeños durante mucho tiempo. Sin embargo, muchas variables no controladas, suposiciones y la falta de reproducibilidad son el resultado de este tipo de modelado. La razón es que estos sistemas carecen de la capacidad de generar imágenes, planificar el tratamiento, visualizar y medir la distribución de la dosis, apuntar con precisión en el espacio y minimizar la toxicidad tisular normal. Las cuales son prácticas que se realizan de forma rutinaria en la clínica para tratar pacientes con cáncer. Más del 60% de los pacientes son tratados con algún tipo de radiación durante su tratamiento contra el cáncer, por lo que es importante modelar la práctica clínica con precisión. Mi conclusión es que los métodos actuales de administración de radiación en modelos de animales pequeños (tanto de flanco como ortotópicos) en la mayoría de las instituciones de investigación no son clínicamente traslacionales.
Recientemente, tuve una larga conversación con un investigador que permanecerá sin nombre por cuestiones de privacidad. Durante esta discusión, describió que el modelo animal actual en su proyecto son tumores subcutáneos de melanoma o de mama bi-flanco que investigan el efecto abscopal en respuesta a la radiación. El modelado está diseñado para proteger al animal y al tumor adyacente con plomo y exponer el tumor a la radiación en un solo plano. Este tipo de modelado permitirá a los investigadores obtener información básica sobre las interacciones celulares y moleculares que responden a la radiación; sin embargo, los datos difícilmente se trasladan a la práctica clínica. Existen muchas incógnitas en este modelo, por ejemplo, ¿qué dosis está recibiendo el tumor? En ningún momento podrá medir o visualizar si la dosis se ajusta al tumor. Además, la dispersión de la dosis que se produce a partir del plomo y la posterior exposición del tejido normal no pueden medirse ni contabilizarse. Esto puede resultar en variables experimentales imprevistas ya que la exposición normal del tejido a la radiación puede sesgar considerablemente el efecto abscopal. Este modelo se está desarrollando para generar datos que respalden un modelo matemático que calculará la respuesta al tratamiento en humanos. Si los datos generados no se hacen con métodos que se realizan clínicamente, dudaría en traducir esos resultados a una indicación de respuesta humana. El beneficio del SARRP se puede ver en un estudio de Dilworth et al., Titulado Los modelos preclínicos para la investigación traslacional deben mantener el ritmo de la práctica clínica moderna (IJROBP, 2013). Este estudio destaca la capacidad de los SARRP para entregar múltiples haces desde diferentes ángulos en comparación con un solo sistema de gabinete plano. Se observó que los ratones tratados con SARRP tenían un mejor control local del tumor, una mayor supervivencia y podían experimentar un aumento de la dosis a 60 Gy (programa de Tx clínico de 2 Gy / día) en comparación con 30 Gy cuando se usaba un gabinete.
La investigación clínicamente relevante produce resultados clínicamente relevantes. Es imposible lograr esto con métodos obsoletos e inexactos de administración de radiación a modelos de cáncer de animales pequeños. Para contribuir a la prevención y cura del cáncer, los investigadores del cáncer deben realizar investigaciones basadas en radiación clínicamente traslacional. La importancia de tal metodología y la traducción efectiva de estos resultados para impactar la práctica clínica se cubre ampliamente en una revisión titulada "Ensayos clínicos actuales que prueban combinaciones de inmunoterapia y radiación" (Crittended et al., Seminarios en Oncología Radioterápica, 2015). Estas técnicas se realizan y logran fácilmente mediante la utilización de un sistema llamado SARRP (microirradiador guiado por imágenes de animales pequeños), también conocido como microirradiador guiado por imágenes en 3D (3D IGMI).
El SARRP permite a los investigadores preclínicos imitar la práctica de la radiación clínica. El SARRP es un sistema de rayos X completamente blindado que permite la entrega de un haz de radiación desde cualquier ángulo. El sistema consta de un pórtico giratorio de 360 °, un panel CT de alta resolución de 20 cm x 25 cm, un tubo de rayos X de 225 kVp, rotación del lecho en X, Y, Z y Θ que permite disposiciones de haz no coplanares, dictado de tamaño de campo dinámico, cono Imágenes de haz-CT y un software de planificación de tratamiento clínicamente relevante (MuriPlan). El SARRP tiene una precisión de 0.2 mm del isocentro y puede ofrecer disposiciones de haz clínicamente relevantes, como arcos continuos, haces estáticos, irradiación de la columna craneal y SBRT. Con imágenes de TC de haz cónico a bordo, la GPU superrápida reconstruye la imagen en tiempo real (60-70 segundos), por lo que no hay que esperar entre la adquisición de la TC y la reconstrucción. Una vez finalizado el CBCT, la imagen se carga fácilmente en MuriPlan, que lo lleva a través de una serie de módulos que permiten el registro de imágenes (archivos DICOM de MRI o PET), contorneado, colocación de isocentros, disposición del haz, verificación de dosis y ejecución. Además, MuriPlan es un software totalmente integrado que permite el control total de todos los componentes de hardware en el SARRP que están asociados con la planificación y ejecución del tratamiento.
El SARRP fue desarrollado originalmente por el Dr. John Wong en la Universidad Hopkins de John como un sistema para imitar la práctica de radiación clínica en el modelado de cáncer de animales pequeños. Desde entonces, Xstrahl Inc. ha desarrollado comercialmente SARRP en colaboración con el grupo de Johns Hopkins. Con más de 100 publicaciones hasta la fecha en revistas revisadas por pares y 61 SARRP en todo el mundo en instituciones como Dana Farber Cancer Institute, University of Arkansas Medical School, Oxford, Columbia, University of Pennsylvania, St. Judes y University of California San Francisco. SARRP es el microirradiador guiado por imágenes en 3D líder que se integra en laboratorios individuales e instalaciones centrales que se utilizan como un recurso compartido.
Dado que la mayoría de los institutos de investigación del cáncer a gran escala ahora tienen diversas instalaciones centrales que ofrecen tecnologías para ayudar a lograr su misión, SARRP puede integrarse fácilmente en la infraestructura ya establecida. Esto permitirá a los investigadores de diversos antecedentes relacionados con el cáncer utilizar una tecnología que impulsará su investigación, publicará en revistas de alto impacto y generará datos de traducción. Además, permite adaptar la mentalidad clínica en un entorno preclínico y para la validación de ensayos clínicos como se hizo en La radiación y el bloqueo del punto de control dual activan los mecanismos inmunitarios no redundantes en el cáncer (Twyman-Saint Victor et al., Nature, 2015). La integración del SARRP en las instalaciones ya establecidas solo beneficiará a los investigadores y a la institución, lo que permitirá un mayor apoyo a la misión de contribuir a la prevención y cura del cáncer.
Este Xstrahl In Action fue una adaptación de un artículo que se encuentra en el sitio web de la Biblioteca Nacional de Medicina.
