APT-gewichtete und Diffusions-MRT zur Charakterisierung der Tumorinfiltration bei hochgradigen Gliomen (APT-HGG)

Hochgradige Gliome (HGG) gehören zu den aggressivsten primären Hirntumoren bei Erwachsenen und sind durch diffuse Infiltration in das umliegende Hirngewebe gekennzeichnet. Dieses infiltrative Verhalten stellt eine der Hauptbeschränkungen für eine vollständige chirurgische Entfernung dar und trägt zum Tumorrezidiv bei.

Die genaue Identifizierung von infiltriertem Gewebe über die sichtbaren Tumorränder hinaus bleibt eine große Herausforderung in der Neuroonkologie. Konventionelle Magnetresonanztomographie (MRT)-Sequenzen, einschließlich kontrastmittelverstärkter T1-gewichteter Bildgebung und Fluid-attenuated inversion recovery (FLAIR), werden routinemäßig zur Definition der Tumorgrenzen verwendet. Allerdings enthalten nicht-kontrastmittelanreichernde Regionen oft eine Mischung aus Tumorinfiltration und vasogenem Ödem, die mit Standardbildgebung allein nicht zuverlässig unterschieden werden können. Verbesserte Bildgebungstechniken, die in der Lage sind, die biologischen Eigenschaften der peritumoralen Mikroumgebung zu charakterisieren, sind daher erforderlich, um eine genauere Beurteilung der Tumorausdehnung zu unterstützen. Fortgeschrittene MRT-Techniken liefern ergänzende Informationen über Gewebezusammensetzung und Mikrostruktur. Diffusion Tensor Imaging (DTI) liefert Informationen im Zusammenhang mit Gewebeorganisation und zellulärer Architektur durch die Messung von Wasserdiffusionseigenschaften. Amidprotonen-Transfer-gewichtete (APTw) Bildgebung liefert Informationen im Zusammenhang mit endogenen mobilen Proteinen und Peptiden, die typischerweise im Tumorgewebe erhöht sind und metabolische und molekulare Veränderungen widerspiegeln. Der kombinierte Einsatz dieser Techniken könnte die Identifizierung von tumorinfiltriertem Gewebe innerhalb von Regionen verbessern, die auf konventioneller MRT nicht anreichern.

Diese Studie ist als prospektive, monozentrische Beobachtungsstudie konzipiert, die erwachsene Patienten mit radiologisch verdächtigen hochgradigen Gliomen einschließt, bei denen im Rahmen der Standardversorgung eine Biopsie oder Tumorresektion geplant ist. Alle eingeschlossenen Teilnehmer werden eine präoperative MRT-Untersuchung durchlaufen, die sowohl Standardkliniksequenzen als auch fortgeschrittene Bildgebungssequenzen, einschließlich Diffusion Tensor Imaging (DTI) und Amidprotonen-Transfer-gewichtete (APTw) Bildgebung, umfasst. Nach der Bildakquisition werden die Patienten gemäß klinischer Indikation neurochirurgische Eingriffe durchlaufen. Während der Biopsie oder Tumorresektion entnommene Gewebeproben werden im Rahmen der routinemäßigen diagnostischen Versorgung einer standardmäßigen histopathologischen Auswertung unterzogen. Die histologischen Analysen umfassen die Beurteilung der Tumorzellularität mittels Hämatoxylin- und Eosin-Färbung sowie zusätzlicher immunhistochemischer Marker.

Aus APTw und DTI abgeleitete Bilddaten werden kombiniert, um Karten zu erstellen, die die Wahrscheinlichkeit einer Tumorinfiltration im peritumoralen Bereich beschreiben. Diese bildgebungsbasierten Karten zielen darauf ab, räumliche Variationen in Gewebeeigenschaften darzustellen, die Unterschiede in der Tumorzellularität widerspiegeln. Ein zentrales Ziel der Studie ist die Korrelation zwischen bildgebungsbasierten Merkmalen und histopathologischen Befunden, um die Karten zu validieren. Während der Operation gewonnene Gewebeproben werden räumlich den entsprechenden Bildgebungsorten zugeordnet, was einen Vergleich zwischen bildgebungsbasierten Messungen und histologischen Merkmalen ermöglicht. Dieser Ansatz soll bildgebungsbasierte Schätzungen der Tumorinfiltration anhand histologischer Referenzstandards validieren.

Zusätzlich zur Basisbildgebung und histopathologischen Korrelation werden die Patienten gemäß klinischer Praxis routinemäßige postoperative Nachsorge durchlaufen. Verlaufskontrollen mittels MRT werden analysiert, um Muster des Tumorrezidivs zu bewerten und die räumliche Beziehung zwischen bildgebungsbasierten Merkmalen, die bei der Basisuntersuchung identifiziert wurden, und nachfolgenden Stellen des Tumorprogresses zu untersuchen. Darüber hinaus wird die prognostische Bedeutung des durch die bildgebungsbasierte Karte beschriebenen Bereichs der Tumorinfiltration bewertet.

Das übergeordnete Ziel dieser Studie ist die Entwicklung und Validierung bildgebungsbasierter Biomarker, die in der Lage sind, infiltriertes Gewebe über die sichtbaren Tumorränder hinaus zu identifizieren, durch Integration fortgeschrittener MRT-Techniken, histopathologischer Korrelation und longitudinaler Nachbeobachtung. Eine verbesserte Identifizierung von infiltriertem Gewebe könnte zu einem besseren Verständnis der Tumorwachstumsmuster beitragen und zukünftige Fortschritte in der chirurgischen Planung und Behandlungsstrategien bei Patienten mit hochgradigen Gliomen unterstützen.