Perfusion ohne Kontrastmittel unter Verwendung von arterieller spinmarkierter MR-Bildgebung zur Beurteilung des Therapieansprechens bei Glioblastomen

Das Glioblastom (GBM) macht etwa 15 % aller primären Hirntumoren aus, wobei jährlich etwa 19.000 neue Fälle diagnostiziert werden. Die Ein-, Fünf- und Zehn-Jahres-Überlebensraten für Patienten mit GBM betragen 37,2 %, 5,1 % bzw. 2,6 % ab Diagnosestellung, was es zu einer der tödlichsten bekannten Krebsarten unter allen Krebsarten macht. Die Behandlung von GBM kann schwierig sein, und es werden ständig neue Krebstherapien für die Behandlung von GBM entwickelt.

Die hohen Kosten und potenziellen Risiken, die mit Studien am Menschen für diese experimentellen Therapien verbunden sind, haben die Notwendigkeit einer empfindlichen Überwachung der Tumorreaktion unterstrichen. Bildgebende Verfahren können eine wichtige Rolle bei der Bewertung und Auswahl potenzieller neuer Therapien mit nicht-invasiver Längsüberwachung des Ansprechens auf die Behandlung spielen. Derzeit stützt sich die radiologische Beurteilung von Behandlungsergebnissen überwiegend auf morphologische (d. h. Größe) ändert sich anhand der Response Evaluation Criteria in Solid Tumors (RECIST) und anderer ähnlicher Scores. Dies ist ein wesentlicher einschränkender Faktor, da die Wirkungen vieler therapeutischer Mittel auf mikroskopischer Ebene den eventuellen Veränderungen der Tumorgröße vorausgehen. Eine solche Tumoreigenschaft, die erhöhte Aufmerksamkeit erlangt hat, ist die Angiogenese, von der gezeigt wurde, dass sie die Tumorproliferation und -infiltration unterstützt. Immer mehr klinische Studien haben damit begonnen, auf Tumorgefäßversorgungen abzuzielen, entweder durch direkte Hemmung der Angiogenese (z. antiangiogene Therapie) oder indirekt die Zellproliferation und schließlich die Angiogenese stören (z. zytotoxische Radiochemotherapie). Solche klinischen Studien und die eventuelle klinische Anwendung dieser Therapien würden durch die Verfügbarkeit robuster bildgebender Indikatoren für Angiogenese (d. h. Gewebedurchblutung).

Die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) mit 15O-markiertem Wasser (15O-PET) gilt als Goldstandard für die nicht-invasive Messung der Gewebedurchblutung. Die Verwendung von 15O-PET erfordert jedoch ein Zyklotron in unmittelbarer Nähe zu PET, um kurzlebiges 15O-Wasser (Halbwertszeit 2,4 min) zu erzeugen, was seine Anwendbarkeit in klinischen Umgebungen einschränkt. Alternative bildgebende Verfahren umfassen Ultraschall unter Verwendung von Mikrobläschen, Perfusions-Computertomographie (CT) unter Verwendung von jodhaltigen Kontrastmitteln und Perfusions-MRT unter Verwendung von Gadolinium-basierten Kontrastmitteln. Alle diese Techniken erfordern exogene Wirkstoffe, was ihre Verwendung bei der Langzeitüberwachung des Ansprechens auf die Behandlung einschränkt.

Arterielle Spin-markierte (ASL) MRI hat sich kürzlich als quantitatives Bildgebungsverfahren (QI) herausgestellt, um die Perfusion (oder den kapillaren Blutfluss) ohne die Verabreichung von exogenen Kontrastmitteln zu messen. ASL „markiert“ magnetisch das hochdurchlässige Wasser im Blut als Tracer und misst seine Anreicherung im interessierenden Gewebe, ohne exogenes Kontrastmittel zu injizieren. Verschiedene Versionen von ASL wurden bei Tieren unter Verwendung von Mikrokügelchen und bei Menschen unter Verwendung von 15O-PET im Gehirn validiert. ASL hat auch eine Reihe von Vorteilen im Vergleich zu MR-Perfusionsmessungen, die auf dynamischem kontrastverstärktem (DCE) und dynamischem Suszeptibilitätskontrast (DSC) basieren. Insbesondere erfordert ASL kein exogenes Mittel, das die Bedenken hinsichtlich Gadoliniumakkumulation oder nephrogener systemischer Fibrose (NSF) bei Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion ausräumt, und im Gegensatz zu DCE/DSC ist der Beitrag der Gefäßpermeabilität zur ASL-gemessenen Perfusion vernachlässigbar, was eine absolute Perfusionsquantifizierung ermöglicht physiologische Einheiten (ml/100 g/min).