Stralingseffecten op bot

Fragiliteitsfracturen na radiotherapie zijn een frequente complicatie van orthopedische oncologische zorg voor sarcoompatiënten, die vaak radiotherapie (XRT) krijgen als aanvullende behandeling. Voorspelling van deze fracturen is moeilijk omdat er tot op heden geen aantoonbaar verband is aangetoond tussen botdichtheid en fractuurrisico voor deze populatie. Behandeling voor een dreigende fractuur door bestraling bestaat wel in de vorm van profylactische operatieve stabilisatie met een mergpen om botbreuk te voorkomen. Zonder het vermogen om patiënten met een hoger risico op fracturen te voorspellen, zijn klinische indicaties voor profylactische behandeling moeilijk te ontwikkelen.

Botdichtheid is onderzocht als een mogelijk hulpmiddel voor het voorspellen van breuken. Werk van Dhakal et al. suggereerde specifiek dat de botdichtheid, zoals gemeten door dual-energy x-ray absorptiometry (DXA), van de bestraalde ledemaat niet wordt verlaagd na therapeutische doses radiotherapie (50 Gy) toegediend voor weke delen sarcomen. Hun techniek mat echter niet de botmineraaldichtheid (BMD) vóór radiotherapie, maar vergeleek post-radiotherapie BMD van de bestraalde plaats met contralaterale en ipsilaterale niet-bestraalde lange botten van de extremiteit. Hoewel deze techniek verantwoordelijk was voor osteopenie die niet meer werd gebruikt (botverlies als gevolg van verminderd gebruik van de aangedane ledemaat), was er geen verklaring voor de systemische effecten van bestralingstherapie. Dit is belangrijk, omdat BMD grotendeels op basis van hun werk niet is gebruikt als voorspeller van het risico op fracturen en er voor deze specifieke klinische situatie zonder succes naar andere maatregelen is gezocht. Anderen hebben ook geen verminderde BMD laten zien in het bestraalde veld. Het ontbrak deze onderzoeken echter aan kracht om statistische significantie aan te tonen, of de patiëntenpopulatie was pediatrisch, een groeiende populatie waarin leeftijdsgerelateerde opbouw van botdichtheid een mogelijke confounder was.

Waar Dhakal en anderen geen rekening mee hielden, was de mogelijkheid van abscopale (systemische) effecten van radiotherapie die ook de contralaterale en verre locaties zouden kunnen beïnvloeden. Recent werk in dit onderzoekslaboratorium en anderen waarbij kleine diermodellen werden gebruikt, heeft gesuggereerd dat straling op één ledemaat statistisch significante effecten heeft op het contralaterale ledemaat in termen van verminderde botmineraaldichtheid en verlies van botsterkte. Het belang en de klinische implicaties van een dergelijk abscopaal effect is tot nu toe onduidelijk. De aanwezigheid ervan doet op zijn minst twijfels rijzen over de conclusie dat de botdichtheid niet afneemt op de plaats van bestraling, aangezien verschillen mogelijk alleen kunnen worden aangetoond in vergelijking met niet-bestraalde controlepersonen. Bovendien kan er een nadelig effect zijn op botten op afstand, waardoor de BMD verder wordt verlaagd en wordt bijgedragen aan fragiliteitsfracturen, met name bij postmenopauzale vrouwen die al een verhoogd risico lopen. Er zijn gemengde klinische gegevens over dit onderwerp, met een reeks van 45.662 prostaatkankerpatiënten die een 76% verhoogd risico op heupfracturen (regionaal bot) vertoonden na bekkenbestraling, maar geen verhoogd risico op fracturen buiten het bestralingsveld in drie onderzoeken met patiënten met bekkenbestraling voor baarmoederhalskanker en andere vrouwelijke kankers of prostaatkanker.

De onderzoekers van deze studie stellen voor om te bepalen of menselijke proefpersonen die radiotherapie ondergaan voor weke delen sarcomen vertonen voor abscopaal botverlies. Patiënten in de PI's (Dr. Damron) praktijk verkrijgen baseline-stadiëringsonderzoeken, inclusief computertomografie (CT) van de borst/buik/bekken voorafgaand aan de behandeling. Na de behandeling ondergaan de patiënten vervolgens oncologische surveillance met behulp van routinematige herhaalde computertomografie van de borstkas en soms van de buik/het bekken voor een subgroep waar de baseline CT-scans van de buik/bekken afwijkingen vertonen die moeten worden gevolgd. Deze CT-scans bieden, in combinatie met kalibratiefantomen met een bekende dichtheid, een uitstekende gelegenheid om de botmineraaldichtheid te kwantificeren op basis van die scans op plaatsen die ver verwijderd zijn van de primaire plaats van radiotherapie (meestal in de extremiteit).

Dit project zal ook een secundair doel evalueren, namelijk het vergelijken van de effectiviteit van het gebruik van CT versus BMD als een hulpmiddel om botverlies op korte termijn te evalueren met een potentieel voor het voorspellen van fracturen op lange termijn in deze patiëntenpopulatie. Om dit doel te bereiken, zullen de onderzoekers tegelijkertijd in een subgroep van patiënten die toestemming geven voor niet-standaard DXA-scans, het potentiële abscopale botverlies evalueren door veranderingen in BMD te beoordelen zoals gemeten door DXA, een hulpmiddel dat een gouden standaard voor de evaluatie van de botdichtheid en voor het voorspellen van breuken in de dagelijkse klinische praktijk. De onderzoekers zullen de BMD pre- en post-radiotherapie op de plaats van bestraling vergelijken, en deze verandering verder vergelijken met die van de verandering in BMD op afgelegen plaatsen.