Een dosis-escalatiestudie van stereotactische ablatieve lichaamsradiotherapie voor oligometastaten van niet-ruggengraatbot en lymfeklieren (Destroy)

• Achtergrond & grondgedachte

Stereotactische ablatieve lichaamsradiotherapie (SABR) is geïndiceerd bij patiënten met oligometastatische, oligoprogressieve of traditioneel radioresistente ziekte, die zich vaak presenteren met minimale of geen geassocieerde symptomen [1, 2]. Aangezien dit echter een relatief nieuwe techniek is, ontbreekt informatie over de optimale planning. Zelfs prospectieve gerandomiseerde onderzoeken naar SABR voor oligometastatische ziekte laten doorgaans verschillende fractioneringsschema's toe [3]. Dit geldt vooral voor bot- en lymfekliermetastasen die niet tot de wervelkolom behoren, waar de literatuur schaars tot niet-bestaand is en veel verschillende schema's worden gebruikt, zelfs binnen één enkel centrum [4,5].

Er is ook steeds meer bewijs dat SABR de immuunrespons kan stimuleren, door een verscheidenheid aan mechanismen, zoals het verhogen van toll-like receptor 4 (TLR4) -expressie op dendritische cellen, het verhogen van de priming van T-cellen in drainerende lymfeklieren en het verhogen van de presentatie van tumorcelantigeen. door dendritische cellen [6]. Nogmaals, het is niet duidelijk welk fractioneringsschema de meest robuuste immuunrespons opwekt. In combinatie met cytotoxische T-lymfocyt-geassocieerde antigeen 4 (anti-CTLA-4) immunotherapie werden bijvoorbeeld verschillende bestralingsregimes vergeleken in twee carcinoommodellen groeiend in syngene muizen [7]. Er werden duidelijke verschillen waargenomen in de inductie van tumorspecifieke T-cellen en in een abscopaal effect. Elk regime had een vergelijkbaar vermogen om de groei van de bestraalde tumor te remmen wanneer alleen straling werd gebruikt. De toevoeging van anti-CTLA-4 veroorzaakte echter volledige regressie van de meeste bestraalde tumoren en een abscopaal effect bij muizen die een gehypofractioneerd regime kregen (3 fracties van 8 Gy), maar niet bij muizen die werden behandeld met een enkele dosis van 20 Gy. Een aanvullend gefractioneerd regime (5 fracties van 6 Gy) werd getest, dat tussenliggende resultaten liet zien. Dit geeft aan dat er mogelijk een specifiek therapeutisch venster bestaat voor het optimale gebruik van radiotherapie als immuunadjuvans.

Het lijkt een geschikt moment om de meest gebruikte stereotactische regimes met elkaar te vergelijken wat betreft toxiciteit en werkzaamheid.

- Proefopzet

Voor elk dosisniveau worden minimaal dertig patiënten opgenomen. Een interval van ten minste 24 weken vanaf de eerste patiëntbehandeling tot de volgende patiëntbehandeling op elk dosisniveau zal worden gerespecteerd. In de tussentijd zullen meer patiënten worden opgenomen in het vorige dosisniveau, in een poging om de secundaire eindpunten vast te stellen. In het geval dat 1-5 patiënten zich 6 maanden na SABR presenteren met dosisbeperkende toxiciteit (DLT), zullen dertig extra patiënten worden opgenomen met hetzelfde dosisniveau. De maximaal getolereerde dosis wordt gedefinieerd als het dosisniveau waaronder ten minste 10 patiënten 6 maanden na SABR een dosisbeperkende toxiciteit vertonen.

• Proefprocedures

Registratie van toxiciteit: Vooronderzoek; laatste dag van SABR; 3 maanden na SABR; 6 maanden na SABR; elke 3 maanden (eerste jaar na SABR); elke 6 maanden (tweede jaar na SABR); daarna jaarlijks.

Registratie van KvL: Voorstudie; laatste dag van SABR; 3 maanden na SABR; 6 maanden na SABR; elke 3 maanden (eerste jaar na SABR); elke 6 maanden (tweede jaar na SABR); daarna jaarlijks.

Bloedmonster: elke SABR-fractie; 3 maanden na SABR; 6 maanden na SABR Beeldvorming: 6 maanden na SABR. Alle beeldvorming wordt als standaard beschouwd en zou minimaal een CT van de bestraalde laesie(s) moeten omvatten, maar kan ook MRI en/of PET-CT (met welke relevante tracer dan ook) omvatten als standaard voor die maligniteit.

- Vertaalonderzoek

Op dit moment is er nog veel onbekend over het mechanisme van radiotherapie en van SABR in het bijzonder. Bovendien zijn slechts enkele voorspellende biomarkers van respons op radiotherapie adequaat onderzocht in klinische settings en geen van deze biomarkers wordt momenteel in de kliniek gebruikt om de patiënt, dosis of schemaselectie te ondersteunen. Daarom zullen in de loop van deze studie vloeibare biopsieën worden verzameld voor biobanking.

Een interessante maatstaf voor DNA-schade in circulerende tumorcellen (CTC's) is γ-H2AX, een biomarker voor door straling geïnduceerde dubbelstrengige DNA-breuken [9]. Het wordt ook duidelijk dat - naast het mediëren van cytotoxische en cytostatische effecten op kwaadaardige cellen - radiotherapie meervoudige immunomodulerende functies heeft die zich zowel lokaal (in bestraalde laesies) als systemisch (in niet-bestraalde laesies en in de bloedsomloop) manifesteren. De mechanismen waarmee straling antitumor-T-cellen induceert, blijven echter onduidelijk. Blijkbaar wordt DNA-exonuclease Trex1 geïnduceerd door stralingsdoses van meer dan 12-18 Gy in verschillende kankercellen, en verzwakt het hun immunogeniciteit door DNA af te breken dat zich na bestraling in het cytosol ophoopt. Cytosolisch DNA stimuleert de secretie van interferon-b door kankercellen na activatie van de DNA-sensor cGAS en zijn stroomafwaartse effector STING. Herhaalde bestraling met doses die Trex1 niet induceren, versterkt de productie van interferon-b, wat resulteert in rekrutering en activering van Batf3-afhankelijke dendritische cellen [10]. Dit effect is essentieel voor het primen van CD8+ T-cellen die systemische tumorafstoting bemiddelen (abscopaal effect). Deze gegevens suggereren een verband tussen de immuunstimulerende effecten van straling en de reactie op DNA-schade.

1. Vereiste monsters

   De vloeibare biopsie in dit onderzoek omvat perifere bloedmonsters (1 x 9 ml EDTA- en 1 x 9 ml CPT-buisjes), die moeten worden genomen bij de simulatie, onmiddellijk na elke fractie, ongeveer 48 uur na de laatste fractie en na 3 en 6 maanden follow-up voor biobankieren.

2. Beoordeling van circulerende cytokines

   Eén EDTA-bloedbuis levert over het algemeen 4 ml plasma op, dat in tweeën kan worden gesplitst voor circulerend vrij DNA (cfDNA)-analyse (vide infra) en voor het meten van eiwitconcentraties van circulerende cytokines. Dit laatste kan worden gedaan met behulp van Luminex-assays, en vereist een invoervolume van 100 μL per assay, waardoor 20 cytokines kunnen worden geprofileerd met behulp van 2 ml plasma. Het plasma moet op -80°C worden gehouden. Onder deze omstandigheden zijn de meeste cytokines maximaal twee jaar stabiel onder de voorwaarde dat cycli van bevriezen en ontdooien worden vermeden [11].

3. cfDNA voor ondiepe sequentiebepaling van het hele genoom

   Voor cfDNA low-pass sequentiebepaling van het hele genoom moet cfDNA eerst worden geëxtraheerd uit plasmamonsters met een typisch startvolume van 1 ml. De cfDNA-concentraties van 1 ml plasma, in een uiteindelijk elutievolume van 50 µL, zijn zeer variabel en afhankelijk van de tumorbelasting (bereik 0,2 ng/µL tot 62,8 ng/µL). Vandaar dat de berekende cfDNA-opbrengst van 1 ml plasma varieert van 10 ng tot 3.140 ng. Voor low-pass sequentiebepaling van het hele genoom met behulp van de Thru-PLEX DNA-seq Library Kit is 2 ng cfDNA vereist, wat suggereert dat 1 ml plasma in de meeste gevallen voldoende zou moeten zijn. Om uitval van de patiënt door onvoldoende startmateriaal te voorkomen, is het aan te raden om 2 ml plasma verdeeld in eenheden van 400 µl bij -80oC te biobanken. Een voorbeeldanalyse wordt gegeven in Li et al, Mol Oncology, 2017 [12].

4. Flowcytometrie-analyse van immuuncellen

   Perifere mononucleaire bloedcellen (PBMC) kunnen worden geïsoleerd uit gehepariniseerd veneus bloed door centrifugatie op een Ficoll-Hypaque-gradiënt binnen 4 uur na venapunctie. De PBMC's kunnen tot analyse worden gecryopreserveerd in vloeibare stikstof in door warmte geïnactiveerd foetaal runderserum (FBS) aangevuld met 10% dimethylsulfoxide (DMSO). Na analyse worden de cellen ontdooid door onderdompeling bij 37°C gedurende 1-2 minuten en opnieuw gesuspendeerd in een medium dat Iscove's Modified Dulbecco's Medium (IMDM) bevat, aangevuld met 20% FBS en 1% glutamine [13].

   - Ethiek en regelgevende goedkeuring

   De proef zal worden uitgevoerd in overeenstemming met de principes van de Verklaring van Helsinki (64e WMA Algemene Vergadering, Fortaleza, Brazilië, oktober 2013), de principes van GCP en alle toepasselijke wettelijke vereisten. Het studieprotocol zal worden aangepast aan de Ethische Commissie (EC) van de GZA Ziekenhuizen, België. Elke volgende protocolwijziging wordt ter goedkeuring voorgelegd aan de EC.

   - Gegevensverwerking

   Alle gegevens zullen prospectief verzameld worden door de klinische studies oncologie (www.clinicaltrialsoncology.be) van de GZA-ziekenhuizen, campus Sint Augustinus.

   - Publicatiebeleid

   Publicaties worden gecoördineerd door de Hoofdonderzoeker (PD) en de mede-onderzoekers (PM & DV). Het auteurschap van publicaties wordt bepaald in overeenstemming met de vereisten die zijn gepubliceerd door het International Committee of Medical Journal Editors en in overeenstemming met de vereisten van het respectieve medische tijdschrift.

   - Verzekering/vrijwaring

   In overeenstemming met de Belgische wet met betrekking tot experimenten op menselijke personen van 7 mei 2004, zal de sponsor, zelfs zonder fout, de verantwoordelijkheid op zich nemen voor alle schade opgelopen door een onderzoekspatiënt en die direct of indirect verband houdt met de deelname aan het onderzoek, en zal vergoeden daarom via haar verzekering.