Resonancia magnética hiperpolarizada con gas noble Detección de lesión pulmonar inducida por radiación

El cáncer de pulmón es la principal causa de muerte por cáncer en el mundo; cada año, el cáncer de pulmón se cobra más de 20 000 vidas en Canadá y más de un millón de vidas en todo el mundo (1). Se han realizado mejoras significativas en el tratamiento de muchos otros tipos de cáncer, pero la atención del cáncer de pulmón no ha tenido éxitos similares. El setenta por ciento de los cánceres se encuentran en una etapa avanzada en el momento del diagnóstico, y la radiación juega un papel estándar como parte de la terapia tanto radical como paliativa en estos casos. El tejido pulmonar normal es muy sensible a la radiación. Esta sensibilidad plantea un grave problema; puede causar neumonitis por radiación o fibrosis (RILI), lo que puede provocar una discapacidad grave y, a veces, la muerte. Treinta y siete por ciento de los pacientes con cáncer torácico tratados con radiación desarrollan RILI; en el 20 % de los casos de radioterapia, la lesión de los pulmones es de moderada a grave (2). Además, la neumonitis inducida por radiación que produce síntomas ocurre en el 5-50% de las personas que reciben radioterapia para el cáncer de pulmón (3, 4).

Las posibilidades de neumonitis clínica por radiación están directamente relacionadas con el volumen irradiado del pulmón (5). Sin embargo, la planificación de la radiación actualmente asume que todas las partes del pulmón son igualmente funcionales. La identificación de las áreas del pulmón que son más funcionales sería beneficiosa para priorizar esas áreas para la conservación durante la planificación de la radiación. Con el fin de limitar la cantidad de RILI para preservar la función pulmonar en los pacientes, los médicos planifican el tratamiento de radiación mediante radioterapia conformada o de intensidad modulada (IMRT). Esto hace uso de tomografías computarizadas (TC), que tienen en cuenta las ubicaciones anatómicas tanto de la enfermedad como del pulmón, pero no pueden evaluar la funcionalidad del pulmón en sí. Un componente importante de la lógica de la IMRT es que si las dosis de radiación que ingresan al tejido funcional están restringidas, la dosis de radiación puede enfocarse en los tumores para evitar lesiones en los tejidos funcionales y preservar la función pulmonar existente (6). Por lo tanto, para reducir de manera óptima la toxicidad, la IMRT dependería de los datos no solo de la ubicación del tumor, sino también de la función pulmonar regional.

Las pruebas de función pulmonar (PFT) pueden detectar una disminución de la función pulmonar debido a la presencia de tumores o RILI, pero debido a que las mediciones se realizan en la boca, las PFT no brindan información regional sobre la función pulmonar. La tomografía por emisión de positrones (PET) se puede utilizar para la planificación de la radiación, pero la PET tiene una capacidad limitada para delinear tejido funcional, requiere la administración de un agente radiofarmacéutico, es una modalidad lenta y, debido a que requiere el uso de un ciclotrón, es caro. Se ha explorado la tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT) para medir la perfusión pulmonar como un medio para delinear el tejido funcional (7-11). Mientras que SPECT puede detectar tejido no funcional, ofrece una resolución espacial que es solo la mitad de la de CT o PET, y no posee la resolución anatómica necesaria para un uso óptimo con IMRT. Además, al igual que la PET, la SPECT es una modalidad lenta. Dadas las limitaciones de las modalidades de imágenes existentes, existe una necesidad médica urgente no satisfecha de una modalidad de imágenes que pueda proporcionar datos complementarios sobre la función pulmonar regional de forma rápida y no invasiva, y que limitará la toxicidad tisular en la radioterapia para el cáncer de pulmón de células no pequeñas ( NSCLC).

La resonancia magnética nuclear (RMN) de gas hiperpolarizado (HP) tiene el potencial de satisfacer esta necesidad insatisfecha. HP gas MRI, utiliza HP xenon-129 (129Xe) para proporcionar imágenes no invasivas de alta resolución sin la necesidad de radiación ionizante, agentes de contraste químicos paramagnéticos o yodados. La resonancia magnética con gas HP ofrece las enormes ventajas de proporcionar rápidamente información de alta resolución sobre los pulmones que es no invasiva, directa, funcional y regional. La resonancia magnética convencional suele detectar el núcleo de hidrógeno (1H), que presenta limitaciones para la obtención de imágenes de los pulmones debido a la falta de moléculas de agua en los pulmones. La resonancia magnética de gas HP detecta núcleos 129Xe, que se polarizan mediante la técnica de bombeo óptico de intercambio de espín (SEOP) para aumentar su intensidad de señal de RM efectiva en aproximadamente 100 000 veces. La resonancia magnética con gas HP ya ha tenido un gran éxito para la obtención de imágenes pulmonares, proporcionando información de imágenes de alta resolución sobre la estructura pulmonar, la función de ventilación y la función de intercambio de aire. La tecnología ha demostrado ser útil para obtener imágenes del asma, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) y la fibrosis quística, y para evaluar la eficacia de los tratamientos para estas enfermedades (12 -21). En este proyecto, los investigadores proponen desarrollar una tecnología de imágenes para delinear regiones del pulmón en humanos que no son funcionales frente a aquellas que son viables; El uso de imágenes de resonancia magnética (IRM) hiperpolarizadas (HP) xenón-129 (129Xe) informará mejor las estrategias de planificación del haz, en un intento por reducir RILI en pacientes con cáncer de pulmón.