Eine Studie über kognitive Veränderungen bei Patienten, die eine Gehirnbestrahlung erhalten

Die kraniale Strahlentherapie (RT), die üblicherweise zur Behandlung von gutartigen und bösartigen Hirntumoren eingesetzt wird, kann zu kognitiven Beeinträchtigungen in Bereichen führen, die nicht mit neuroanatomischen Strukturen zusammenhängen, die direkt vom Tumor betroffen sind. Dies deutet darauf hin, dass Off-Target-RT selbst bei niedrigen Dosen einen negativen kognitiven Einfluss haben kann, indem sie neuroanatomische Ziele proximal oder distal zum Tumor beeinflusst. Während Einschränkungen zur Minimierung von Hirnnekrose, Ototoxizität und Optikusneuropathie gut etabliert sind, sind RT-Dosistoleranzen für kognitive Veränderungen in Schlüsselbereichen (Gedächtnis, Aufmerksamkeit, Exekutivfunktion und Verarbeitungsgeschwindigkeit), die bei RT-behandelten Patienten auftreten, nur unzureichend charakterisiert. Es gibt immer mehr Beweise dafür, dass die Berücksichtigung neuroanatomischer Ziele die kraniale RT-vermittelte kognitive Veränderung besser erklären könnte. Darüber hinaus hat eine kürzlich durchgeführte kooperative Phase-III-Gruppenstudie gezeigt, dass die konforme Vermeidung des Hippocampus mit Ganzhirn-RT kognitive Beeinträchtigungen reduzieren kann. Unglücklicherweise hatten 60 % der Patienten nach 6 Monaten immer noch eine kognitive Beeinträchtigung, sogar mit Hippocampus-Vermeidung, was impliziert, dass andere Strukturen und Netzwerke an kognitiven Defiziten von RT beteiligt sind und Anstrengungen zur Identifizierung dieser Strukturen gerechtfertigt sind. Ein großes Hindernis auf diesem Gebiet war die Schwierigkeit, Stellen mit Gewebeschäden außerhalb des Ziels zu identifizieren, die die Wahrnehmung nach RT beeinträchtigen könnten. Angesichts der Rolle des limbischen Systems bei wichtigen kognitiven Funktionen, die von RT betroffen sind, haben die Forscher ein besonderes Interesse an der Charakterisierung von Veränderungen im limbischen System und im Thalamus in Bezug auf das Gedächtnis und verwandte Prozesse.

Die Forscher planen, RT-Effekte auf neuroanatomische Strukturen im limbischen System und Thalamus sowie Kandidatenstrukturen zu untersuchen, die systematisch mittels Magnetresonanztomographie (MRT) identifiziert wurden. Die Forscher schlagen vor, prospektiv 75 Patienten mit gutartigen und niedriggradigen Hirntumoren aufzunehmen, die sich einer partiellen RT des Gehirns unterziehen, entweder konventionell fraktioniert oder hypofraktioniert.

Neurokognitive Tests werden zu Studienbeginn, 3, 6 und 12 Monate nach RT durchgeführt, wobei eine Reihe von Tests verwendet werden, um das visuelle und verbale Gedächtnis, die Aufmerksamkeit, die Exekutivfunktion und die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu bewerten. Gehirn-MRT, einschließlich hochauflösender T1-Bilder, Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI) und ruhender funktioneller MRT-Sequenzen (fMRT), werden zu Studienbeginn, 6 und 12 Monate nach RT ausgewertet.

Diese Pilotstudie wird vorläufige Daten liefern, um Schlüsselbereiche zu identifizieren, die von RT beeinflusst werden und die in zukünftigen Forschungsarbeiten weiterverfolgt werden können.

Ziel 1: Untersuchung objektiver neurokognitiver Veränderungen im Laufe der Zeit. Basierend auf früheren Daten gehen die Forscher davon aus, dass sie bei bis zu 50 % der Patienten nach kranialer RT eine RT-induzierte neurokognitive Beeinträchtigung feststellen werden. Die Prüfärzte werden die Veränderungen der neurokognitiven Tests in der verzögerten HVLT-R-Erinnerung (verbales Gedächtnis) als ihren primären Endpunkt bewerten. Als sekundären Endpunkt werden sie einen zusammengesetzten globalen Defizit-Z-Score sowie Veränderungen in den kognitiven Bereichen des visuellen Gedächtnisses, der Aufmerksamkeit, der Exekutivfunktion und der Verarbeitungsgeschwindigkeit bewerten.

Ziel 2: Untersuchung von Veränderungen im Hirngewebe (mittels MRT), die durch Off-Target-RT bei Patienten mit gutartigen und niedriggradigen Hirntumoren induziert werden. Die Forscher gehen davon aus, dass eine detaillierte Kartierung von Hirngewebeverletzungen von Off-Target-RT-Dosen von vor bis nach RT und rekonstruierter struktureller und funktioneller Konnektivität (DTI und fMRI) Daten über die Beziehung zwischen RT-Dosis und MRT-Veränderungen in bestimmten Strukturen liefern wird. Die Forscher stellen insbesondere die Hypothese auf, dass die Co-Mapping von RT-Dosis und MRT-Veränderungen im Thalamus und im limbischen System (d. h. Thalamuskerne, Hippocampus, Fornix, Hypothalamus/Mammillarkörperchen, limbischer Lappen, Cingulum) am stärksten durch Off-Target-RT verzerrt werden.

Ziel 3: Untersuchung der Beziehung zwischen MRT-Veränderungen für wichtige neuroanatomische Strukturen mit neurokognitiven Tests. Die Forscher gehen davon aus, dass RT mehrere neuronale Netzwerke beeinflussen wird, die mehreren kognitiven Domänen dienen, und der kognitive Rückgang (Ziel 2) wird mit Schäden korrelieren, die durch MRT an limbischen und thalamischen Strukturen aufgedeckt werden (Ziel 1). Dieser Ansatz ermöglicht die Identifizierung von Gehirnstrukturen, die am stärksten mit domänenspezifischer kognitiver Beeinträchtigung assoziiert sind.

Es besteht ein dringender Bedarf an gut konzipierten Längsschnittstudien, die die Auswirkungen von RT auf neuroanatomische Strukturen untersuchen. Viele der Studien, die die Kognition mit RT bewerten, berücksichtigen keine neuroanatomischen Dosisverteilungen. Selbst in der Literatur, die neuroanatomische Targets bewertet, gibt es keinen systematischen Ansatz zur Bewertung neuroanatomischer Targets durch RT. Diese Forschung wird dazu beitragen, zu definieren, welche neuroanatomischen Strukturen am stärksten durch RT-induzierte Schäden gefährdet sind, und letztendlich dazu beitragen, neue Richtlinien zur Dosisbeschränkung für wichtige Strukturen zu erstellen, um die kognitiven Ergebnisse zu verbessern.