La mission de la plupart des centres de cancérologie, sous une forme ou sous une autre, est de contribuer à la prévention et à la guérison du cancer. Pour accomplir une telle mission, une grande attention doit être accordée à la recherche dans les laboratoires cliniques et précliniques. Afin de produire des résultats cliniquement pertinents, des recherches cliniquement pertinentes doivent être effectuées. Par conséquent, il est impératif d'effectuer la recherche la plus précise et la plus translationnelle pour réaliser la mission de l'institution. Afin de maintenir la mission, la plupart des laboratoires et des installations centrales mettent à la disposition de leurs chercheurs des systèmes hautement spécifiques, techniques et analytiques tels que HPLC, spectrométrie de masse, cytométrie en flux, imagerie par fluorescence/bioluminescence, résonance magnétique nucléaire et microscopie confocale. Cependant, la capacité des systèmes disponibles à modéliser avec précision la délivrance de rayonnement chez les petits animaux fait défaut.
Pour la majorité des centres de cancérologie et des instituts de recherche sur le cancer. L'état actuel de la recherche basée sur les rayonnements utilise une méthodologie très basique et simpliste pour fournir des rayonnements aux zones souhaitées lorsque l'on travaille avec de petits modèles animaux. Grâce à des conversations avec des radio-oncologues, des radiobiologistes, des physiciens et des chercheurs sur le cancer de tous horizons. J'ai commencé à comprendre que les systèmes actuellement disponibles dans le cadre préclinique sont limités à des irradiateurs à source fixe et à armoire planaire unique. Ces irradiateurs ne permettent pas la collimation du faisceau, n'ont pas de capacités d'imagerie et obligent le chercheur à utiliser des découpes/gabarits de plomb pour protéger les zones qu'il ne souhaite pas traiter tout en laissant la cible (tumeur) exposée au rayonnement. Pour la plupart des chercheurs, cela semble très bien, principalement parce que c'est ainsi que la délivrance de rayonnement a été modélisée chez les petits animaux pendant très longtemps. Cependant, de nombreuses variables non contrôlées, hypothèses et manque de reproductibilité sont le résultat de ce type de modélisation. La raison en est que ces systèmes n'ont pas la capacité d'imager, de planifier le traitement, de visualiser et de mesurer la distribution de dose, de cibler avec précision dans l'espace et de minimiser la toxicité normale des tissus. Quelles sont les pratiques couramment pratiquées en clinique pour traiter les patients atteints de cancer. Plus de 60 % des patients sont traités avec une certaine forme de rayonnement pendant leur traitement contre le cancer, il est donc important de modéliser la pratique clinique avec précision. Ma conclusion est que les méthodes actuelles de délivrance de rayonnement dans la modélisation de petits animaux (à la fois du flanc et orthotopique) dans la plupart des instituts de recherche ne sont pas cliniquement translationnelles.
Récemment, j'ai eu une longue conversation avec un enquêteur qui restera anonyme pour des raisons de confidentialité. Au cours de cette discussion, il a décrit la modélisation animale actuelle dans son projet comme étant des tumeurs sous-cutanées du sein ou du mélanome à deux flancs étudiant l'effet abscopal en réponse au rayonnement. La modélisation est conçue autour de la protection de l'animal et de la tumeur adjacente avec du plomb et de l'exposition de la tumeur aux radiations dans un seul plan. Ce type de modélisation permettra aux chercheurs d'avoir un aperçu de base des interactions cellulaires et moléculaires répondant au rayonnement, mais les données ne sont guère transposables à la pratique clinique. De nombreuses inconnues existent dans ce modèle, par exemple quelle dose la tumeur reçoit-elle ? A aucun moment vous ne pouvez mesurer ou visualiser si la dose est conforme à la tumeur. De plus, la dispersion de la dose qui se produit à partir de la sonde et l'exposition subséquente des tissus normaux ne peuvent pas être mesurées ou prises en compte. Cela peut entraîner des variables expérimentales imprévues, car l'exposition normale des tissus aux rayonnements peut considérablement fausser l'effet abscopal. Ce modèle est en cours de développement pour générer des données à l'appui d'un modèle mathématique qui calculera la réponse au traitement chez l'homme. Si les données générées ne le sont pas avec des méthodes réalisées cliniquement, j'hésiterais à traduire ces résultats en indication de la réponse humaine. L'avantage de SARRP peut être vu dans une étude de Dilworth et al., intitulée Les modèles précliniques pour la recherche translationnelle devraient suivre le rythme de la pratique clinique moderne (IJROBP, 2013). Cette étude met en évidence la capacité des SARRP à fournir plusieurs faisceaux sous différents angles par rapport à un système d'armoire planaire unique. Il a été observé que les souris traitées avec SARRP avaient un meilleur contrôle local de la tumeur, une survie accrue et pouvaient subir une augmentation de la dose à 60 Gy (programme clinique de Tx de 2 Gy/jour) par rapport à 30 Gy lors de l'utilisation d'une armoire.
La recherche cliniquement pertinente donne des résultats cliniquement pertinents. Il est impossible d'y parvenir avec des méthodes obsolètes et imprécises d'administration de rayonnement à de petits modèles animaux de cancer. Pour contribuer à la prévention et à la guérison du cancer, les chercheurs sur le cancer doivent effectuer des recherches cliniques translationnelles basées sur les rayonnements. L'importance d'une telle méthodologie et de la traduction efficace de ces résultats pour avoir un impact sur la pratique clinique est largement couverte dans une revue intitulée "Essais cliniques en cours testant des combinaisons d'immunothérapie et de radiothérapie" (Crittended et al., Séminaires en radio-oncologie, 2015). Ces techniques sont facilement réalisées et réalisées en utilisant un système appelé SARRP (Small Animal Image Guided Micro-Irradiator), également connu sous le nom de micro-irradiateur guidé par image 3D (3D IGMI).
Le SARRP permet aux chercheurs précliniques d'imiter la pratique clinique de la radiothérapie. Le SARRP est un système à rayons X entièrement blindé qui permet de délivrer un ou plusieurs faisceaux de rayonnement sous n'importe quel angle. Le système se compose d'un portique rotatif à 360 °, d'un panneau CT haute résolution de 20 cm x 25 cm, d'un tube à rayons X de 225 kVp, d'une rotation du lit en X, Y, Z et Θ permettant des dispositions de faisceaux non coplanaires, une dictée dynamique de la taille du champ, un cône faisceau-CT et un logiciel de planification de traitement cliniquement pertinent (MuriPlan). Le SARRP est précis à moins de 0.2 mm de l'isocentre et peut fournir des dispositions de faisceau cliniquement pertinentes telles que des arcs continus, des faisceaux statiques, une irradiation rachidienne crânienne et SBRT. Avec l'imagerie CT à faisceau conique intégrée, le GPU ultra-rapide reconstruit l'image en temps réel (60 à 70 secondes) afin qu'il n'y ait pas d'attente entre l'acquisition du CT et la reconstruction. Une fois le CBCT terminé, l'image est facilement téléchargée dans MuriPlan qui vous guide à travers une série de modules permettant l'enregistrement d'images (fichiers DICOM de l'IRM ou de la TEP), le contourage, le placement de l'isocentre, la disposition du faisceau, la vérification de la dose et l'exécution. De plus, MuriPlan est un logiciel entièrement intégré qui permet un contrôle total de tous les composants matériels du SARRP associés à la planification et à l'exécution du traitement.
SARRP a été développé à l'origine par le Dr John Wong de l'Université John's Hopkins en tant que système pour imiter la pratique clinique de la radiothérapie dans la modélisation du cancer chez les petits animaux. Depuis, Xstrahl Inc. a développé commercialement SARRP en collaboration avec le groupe de Johns Hopkins. Avec plus de 100 publications à ce jour dans des revues à comité de lecture et 61 SARRP dans le monde dans des institutions telles que le Dana Farber Cancer Institute, la University of Arkansas Medical School, Oxford, Columbia, l'Université de Pennsylvanie, St. Judes et l'Université de Californie à San Francisco. Le SARRP est le principal micro-irradiateur guidé par image 3D intégré dans des laboratoires uniques et des installations centrales à utiliser comme ressource partagée.
Étant donné que la plupart des instituts de recherche sur le cancer à grande échelle disposent désormais de diverses installations de base qui offrent des technologies pour aider à accomplir leur mission, le SARRP peut facilement être intégré à l'infrastructure déjà établie. Cela permettra aux chercheurs de divers horizons liés au cancer d'utiliser une technologie qui fera avancer leurs recherches, publiera dans des revues à fort impact et générera des données translationnelles. De plus, cela permet d'adapter les mentalités cliniques dans un cadre préclinique, et pour la validation des essais cliniques comme cela a été fait dans Le blocage des rayonnements et du double point de contrôle active des mécanismes immunitaires non redondants dans le cancer (Twyman-Saint Victor et al., Nature, 2015). L'intégration du SARRP dans les installations déjà établies ne profitera qu'aux chercheurs et à l'institution, permettant un soutien supplémentaire de la mission de contribuer à la prévention et à la guérison du cancer
Ce Xstrahl In Action a été adapté d'un article trouvé sur un site Web de la National Library of Medicine.
