Radiothérapie adaptative des gliomes avec développement d'un flux de travail d'intelligence artificielle (GLADIATOR)

Le glioblastome multiforme (GBM) représente les gliomes diffus de grade 4 représentant les tumeurs malignes primitives du système nerveux central (SNC) les plus courantes chez l'adulte. Le GBM est traité par radiothérapie (RT) et chimiothérapie concomitante après une résection sûre maximale, avec une survie médiane d'environ 15 à 18 mois. Le GBM présente une hétérogénéité intratumorale significative avec des zones de zones multiclonales et hypoxiques augmentant les risques de rechute de la maladie après une RT standard.

De même, des compartiments distincts peuvent être bien appréciés en imagerie par résonance magnétique (IRM) : le noyau tumoral rehaussé (TC) avec des zones nécrotiques centrales et la région péritumorale (PTR), qui consiste en une infiltration tumorale microscopique et un œdème vasogénique. Semblable aux régions de zones radiorésistantes du TC, la maladie microscopique du PTR joue un rôle essentiel dans la rechute de la maladie. Les autres gliomes diffus de grades 2 et 3 comprennent l'astrocytome mutant de l'isocitrate déshydrogénase (IDH) et l'oligodendrogliome. Dans la récente classification des tumeurs du SNC de l'Organisation mondiale de la santé (OMS), les informations moléculaires sont combinées avec les informations histopathologiques pour une classification intégrée. Les tumeurs de type sauvage IDH sont en outre caractérisées au niveau moléculaire et considérées comme des GBM, car le pronostic s'avère sombre. Les oligodendrogliomes sont confirmés sur la base de la présence d'une délétion des bras chromosomiques 1p19q. Les gliomes diffus de grade 2/3 sont généralement considérés comme des tumeurs hyperintenses pondérées en T2. Le traitement est similaire au GBM, avec une résection sûre maximale suivie d'une radiothérapie et d'une chimiothérapie concomitante et adjuvante.

Radiothérapie pour les gliomes diffus La radiothérapie (RT) fait partie intégrante de la prise en charge multimodale des gliomes diffus. La radiothérapie est indiquée dans les gliomes de bas grade présentant des caractéristiques à haut risque ou dans les gliomes de haut grade après une résection de sécurité maximale. La radiothérapie (RT) dans les gliomes diffus du GBM est délivrée à l'aide de techniques conformes à la maladie et à la cavité résiduelles, appelées volume tumoral brut (GTV). La zone environnante est incluse dans le volume cible clinique (CTV) pour traiter les zones de maladie microscopique. Pour le GBM, une expansion de 1,5 à 2 cm est réalisée à partir du GTV, qui est identifié comme une zone d'amélioration sur les séquences T1c pour inclure les zones de PTR (hyperintensité T2) et édité à partir de barrières anatomiques telles que les méninges et les réflexions durales. Pour les gliomes mutants IDH, la tumeur et la cavité résiduelles (identifiées comme région d'hyperintensité T2) sont incluses comme GTV et une expansion supplémentaire de 5 à 10 mm est effectuée pour être incluse comme CTV. La pratique standard consiste à délivrer une dose uniforme de rayonnement au volume cible de planification (PTV), qui englobe une expansion de marge isotrope entourant le CTV pour tenir compte des incertitudes de configuration. Dans les astrocytomes de haut grade GBM et IDHmutant, la dose totale de 59,4 à 60 Gy est administrée sur 6 à 7 semaines avec 1,8 à 2 Gy par fraction. Une dose de rayonnement relativement faible, comprise entre 54,0 et 59,4 Gy, est délivré sur 6 à 7 semaines en utilisant 1,8 à 2 Gy par fraction pour les oligodendrogliomes. Selon le paradigme actuel, la radiothérapie est planifiée par tomodensitométrie (TDM) pour le calcul de la dose et par IRM pour la visualisation des volumes cibles et des organes à risque (OAR), effectuée une fois avant le traitement, sur la base de laquelle une radiothérapie fractionnée est délivrée sur 6 à 7 semaines. . Des preuves récentes de l'IRM réalisée au cours du traitement ont démontré les changements dans la dynamique de la maladie résiduelle, de la cavité chirurgicale et également des OAR chez une proportion de patients, suggérant que le traitement est administré sur la base de l'imagerie à un moment donné. aux inexactitudes. Par conséquent, la radiothérapie adaptative (ART) pour modifier les plans de rayonnement en fonction des changements spatiaux du volume cible et de l'OAR est susceptible d'améliorer la précision des traitements RT. En outre, l'imagerie en série pendant le traitement peut être utilisée pour identifier les zones de tumeur ou de PTR présentant une maladie réfractaire ou un œdème vasogénique, avec des dispositions pour des modifications biologiques des doses de RT. L'utilisation de techniques de rayonnement conformationnelles telles que la radiothérapie à modulation d'intensité (IMRT) et la thérapie à l'arc modulée volumétrique (VMAT) peuvent permettre l'administration de doses de rayonnement différentielles avec précision à différentes zones du volume cible, connues sous le nom de peinture de dose. Tomographie par émission de positons (TEP) fonctionnelle l'imagerie par tomographie par émission de positons (TEP) a atteint une grande popularité en oncologie pour la stadification de la maladie, l'identification des zones hypoxiques et l'orientation de la planification des radiations. Pour les gliomes, la PET aux acides aminés comme la O-(2-[18F] fluoroéthyl) -L-tyrosine (FET) ou la Fluorodopa (F-DOPA) s'est avérée efficace dans les zones présentant un rapport tumeur/substance blanche plus élevé, ce qui suggère des zones d'activité active. maladie (19) . L'utilisation de TEP pendant le traitement peut aider à identifier les zones réfractaires à la RT, ce qui se traduit par une absorption plus élevée du radio-isotope. Des doses plus élevées dans ces régions offrent une fenêtre d’adaptation biologique et peuvent potentiellement améliorer les taux de contrôle. De même, l'analyse quantitative de l'imagerie (plus connue sous le nom de radiomique) peut aider à différencier les zones de tumeur microscopique de l'œdème vasogénique du PTR, qui par ailleurs semble similaire à l'imagerie conventionnelle. Intelligence artificielle Le rôle de l'intelligence artificielle en oncologie est de plus en plus reconnu, allant de l'optimisation de l'utilisation des ressources de santé et de la prise de décision à l'analyse quantitative d'images à des fins de pronostic et à la capacité potentielle de servir de biomarqueur non invasif. La pratique de la radio-oncologie contemporaine repose fortement sur l'interaction des humains et des machines dans presque tous les processus de planification de traitement, y compris le contour des volumes cibles, l'OAR, les processus de planification de traitement et pendant l'administration du traitement. La création d’un cadre d’intelligence artificielle en radio-oncologie promet d’améliorer l’efficacité et la précision du flux de travail et de permettre une planification et une administration rapides et efficaces du traitement. L'utilisation de la radiothérapie adaptative sera encore facilitée grâce à des algorithmes d'apprentissage automatique avec une identification appropriée des patients devant bénéficier d'une adaptation volumétrique ou biologique, d'une autosegmentation de la cible/OAR, d'une planification de traitement automatisée et d'une modification biologique basée sur les changements spatiaux et temporels des paramètres d'imagerie quantitatifs. . Pratique institutionnelle standard La pratique institutionnelle standard comprend une dose de 59,4 Gy en 33 fractions sur 6,5 semaines pour les patients atteints de glioblastome et de 55,8 Gy en 31 fractions sur 6 semaines pour les patients atteints d'oligodendrogliome. Le témozolomide est utilisé simultanément chez tous les patients soumis à une radiothérapie à la dose de 75 mg/m 2 de surface corporelle au cours de la radiothérapie avec une surveillance hebdomadaire de la formule sanguine. Tous les traitements de radiothérapie sont planifiés sur la base d'une tomodensitométrie et d'une IRM uniques sans aucun examen à intervalles programmés pendant la radiothérapie, et aucune adaptation n'est effectuée. La chimiothérapie adjuvante par témozolomide est débutée après 4 semaines après la fin de l'irradiation à une dose de 150 mg/m 2 pendant cinq jours et répétée sur une base mensuelle et la dose est augmentée à 200 mg/m 2 si la tolérance est bonne et une numération globulaire normale. Comme pratique standard, 6 et 12 cycles de témozolomide sont prévus respectivement pour le GBM et le gliome mutant IDH (astrocytome et oligodendrogliome). Une fois le traitement terminé, un suivi clinique est programmé tous les 3 à 6 mois au cours des 2 premières années, puis tous les 6 à 12 mois pour tous les patients. L'imagerie de surveillance est programmée tous les 6 à 12 mois au cours des 5 premières années, puis sur une base annuelle ou par intervalle, selon les demandes cliniques.