Depuis plus de 10 ans, la Small Animal Radiation Research Platform (SARRP) a soutenu d'innombrables chercheurs dans des initiatives complexes de recherche sur les rayonnements, transformant la manière dont la recherche est menée en permettant l'application de rayonnements hautement conformes à des modèles précliniques.
Ce qui rend le SARRP unique, c'est que sa conception correspond aux protocoles cliniques actuels de radiothérapie, y compris le soutien à l'immunothérapie et à la recherche sur les faisceaux de protons. Le SARRP est utilisé par des instituts de recherche universitaires, des organismes de recherche sous contrat privés et des sociétés pharmaceutiques et biotechnologiques du monde entier, montrant un large éventail d'intérêts de recherche.
La communauté de recherche sur les rayonnements
Installé dans près de 100 installations dans le monde, SARRP a été cité comme le principal système de recherche utilisé dans des centaines de publications de recherche évaluées par des pairs, démontrant la haute qualité de la recherche sur les rayonnements qui peut être effectuée à l'aide de SARRP. Comme l'a expliqué le co-inventeur, le Dr John Wong, "SARRP est en fait un catalyseur pour tant d'applications et de collaborations à plusieurs niveaux". Vraiment, une communauté s'est développée autour de la technologie - reliant les scientifiques, inspirant de nouvelles études et faisant progresser la recherche dans le monde entier. L'effet de halo du rapprochement des chercheurs est un avantage inestimable du système SARRP.
Comprendre le rayonnement et affiner sa diffusion
Certains des premiers travaux utilisant SARRP tournaient autour de l'assurance qualité - la création de nouveaux protocoles et procédures d'assurance qualité pour la radiothérapie ainsi que de nouveaux équipements. Des technologies adjacentes ont également été incorporées dans les études SARRP pour effectuer des procédures d'échographie avancées sur des modèles précliniques afin d'évaluer le système vasculaire avant et après la radiothérapie. Des études ont également été réalisées à l'aide de SARRP pour examiner l'impact de l'utilisation de différentes tailles de collimateur. Une étude a évalué s'il fallait traiter toute la tumeur pour avoir un effet abscopal sur d'autres sites de la maladie éloignés de la tumeur primaire. Le SARRP a également été utilisé dans des études de nanoparticules ciblées combinées à un rayonnement pour la modulation vasculaire tumorale. Et plus récemment, les chercheurs ont utilisé le SARRP pour délivrer un rayonnement spécifiquement à une tumeur primaire, puis ont mesuré les amas de cellules tumorales circulantes in vivo, afin de mieux comprendre lesquelles pourraient être en train de générer des métastases.
Faciliter la collaboration et faire avancer de nouveaux essais
Un des premiers instituts de recherche SARRP rapporte avoir reçu plus de 17 millions de dollars en subventions de recherche, en partie grâce au SARRP. Au sein de cette organisation, plus de 45 personnes utilisent le SARRP dans sept départements et quatre écoles, ce qui a donné lieu à des recherches qui ont conduit au développement de cinq essais cliniques (4 humains, 1 canin). Un autre groupe a décrit sa collaboration avec son service d'urologie pour examiner la cystite radique et certains aspects génétiques de la sensibilité aux radiations. La SARRP est devenue très importante dans cette étude en raison de sa capacité à délivrer de fortes doses de rayonnement de manière très ciblée, en évitant tous les autres organes abdominaux et en concentrant uniquement cette dose sur la vessie. Le SARRP offre une capacité de traduction car il peut être utilisé pour tester de nouveaux composés dans le modèle préclinique, où les chercheurs peuvent délivrer de manière reproductible un rayonnement pour provoquer une cystite radique.
Études par faisceaux de protons et radiothérapie FLASH
Travailler avec Xstrahl en 2016, une grande institution de recherche universitaire a installé le SARRP dans une voûte sans aucun blindage, créant l'une des premières situations avec à la fois le photon et le proton SARRP. Xstrahl a aidé à personnaliser le système afin qu'il soit plus mobile, permettant aux modèles précliniques d'entrer et de sortir de la trajectoire du faisceau pour un positionnement et une analyse plus détaillés. Les utilisateurs SARRP collaborent également pour créer un SARRP spécialisé pour FLASH offrant une capacité de courant élevé, un auto-blindage et la possibilité de faire pivoter les sources pour faciliter la recherche FLASH.
La maladie d'Alzheimer
Dans une autre institution, des chercheurs ont été les premiers à utiliser des rayonnements à faible dose comme traitement potentiel de la maladie d'Alzheimer. Le SARRP a joué un rôle crucial dans ces études précliniques en facilitant une technique d'irradiation de l'hémi-cerveau telle qu'une moitié du même cerveau agissait comme témoin pour le côté irradié. Ils ont montré une réduction significative des plaques amyloïdes-bêta et de la protéine tau dans le cerveau irradié, ce qui a conduit à une amélioration de la cognition chez les modèles murins. Ces données ont conduit à une Phase I essai de faisabilité d'un rayonnement à faible dose sur l'ensemble du cerveau pour la maladie d'Alzheimer qui est actuellement reproduit à l'Université du Commonwealth de Virginie, à l'Université de Genève et également en Corée du Sud. Le SARRP a aidé à soutenir cette nouvelle idée car il est capable de faire des irradiations très distinctes de l'hémi-cerveau pour voir l'effet directement.
Traitement par dose pulsée du glioblastome
Les chercheurs ont également étudié le traitement par dose pulsée du glioblastome à l'aide de SARRP. C'est un travail que Brian Marples a commencé il y a de nombreuses années avec Mike Joiner lorsqu'ils ont identifié l'hyper-radiosensibilité à faible dose, un phénomène qui se produit à des doses inférieures à 0.2 Gy - à ces faibles doses, il y a plus de cellules tuées par dose unitaire. Après de nombreuses années de recherche et de nombreuses itérations sur la manière d'exploiter réellement ce phénomène, ils ont eu l'idée de pulser la dose de rayonnement qui a fonctionné avec succès dans des modèles animaux de gliome et a récemment été traduite en un essai clinique de gliome primaire chez des patients. La plupart de ces patients ont une survie d'environ 14 mois, qui a été portée à 21 mois dans les essais, ainsi qu'une amélioration de la neurocognition et de certaines mesures de la qualité de vie.
Irradiation focale et médecine régénérative
Le SARRP offre la possibilité de fournir une irradiation focale à haute dose aux modèles précliniques et a permis aux chercheurs de simplifier considérablement cette procédure pour irradier des parties du foie et d'autres zones ciblées dans tout le corps - du cerveau au rectum et aux extrémités des membres. Ces avancées ont conduit les contributeurs à faire avancer le domaine de la médecine régénérative, montrant que les cellules parenchymateuses telles que le foie, les cellules souches ou les hépatocytes adultes, ainsi que les cellules endothéliales peuvent se greffer et se repeupler dans un organe irradié.
Séquençage des radiations et immunothérapie
À l'aide de modèles SARRP, les chercheurs ont pu explorer le séquençage du rayonnement et l'immunothérapie, ainsi que la façon de séquencer ou de combiner le rayonnement avec la chimiothérapie immunomodulatrice. Les chercheurs ont utilisé SARRP pour développer un certain nombre de différentes combinaisons de radiothérapie médicamenteuse. Une étude a simultanément étudié l'efficacité tumorale dans un certain nombre de modèles de tumeurs différents et également pour exploiter la capacité d'imagerie embarquée du SARRP pour examiner les changements de densité tissulaire. L'étude a attiré l'attention nationale et a progressé jusqu'à l'évaluation clinique.
Opportunités futures et avancées
En envisageant les futures opportunités d'investigation, le SARRP fournit non seulement une plate-forme de test robuste pour les combinaisons médicament-radiothérapie, il permettra aux chercheurs d'explorer de nouveaux paradigmes radiobiologiques basés sur des paramètres d'administration de dose optimisés. Les chercheurs peuvent continuer à intégrer le SARRP à de nouvelles technologies de radiothérapie et d'imagerie et à les combiner avec l'imagerie moléculaire et fonctionnelle pour optimiser et cibler des régions spécifiques dans les tumeurs et les tissus normaux.
« Nous sommes fiers d'avoir contribué à renforcer le domaine de la recherche sur les rayonnements avec le SARRP et de faciliter la collaboration au sein de la communauté de recherche sur les rayonnements », a expliqué Adrian Treverton, PDG de Xstrahl. "Les clients du monde entier commentent régulièrement la qualité exceptionnelle de Xstrahltoute l'équipe d'assistance de SARRP et c'est cette équipe qui mérite le crédit pour la réputation de fiabilité et de qualité de SARRP. Nous sommes très enthousiastes à propos de toutes les façons dont le SARRP peut soutenir des intérêts de recherche encore plus diversifiés pour la prochaine décennie et au-delà », a-t-il ajouté.
Tout au long des 10 années de SARRP et à l'avenir, Xstrahl n'a cessé d'innover. Non seulement est Xstrahl proactif dans l'amélioration de la technologie SARRP à mesure que des progrès sont réalisés, mais sa pensée novatrice s'étend à rendre la technologie SARRP plus accessible et facile à utiliser. En facilitant le flux de travail d'un laboratoire tout en permettant simultanément des études plus avancées, Xstrahl se rapproche de l'objectif final commun : aider à éradiquer le cancer.
