Een studie van cognitieve veranderingen bij patiënten die hersenstraling ontvangen

Craniale bestralingstherapie (RT), vaak gebruikt om goedaardige en kwaadaardige hersentumoren te behandelen, kan leiden tot cognitieve stoornissen in domeinen die geen verband houden met neuroanatomische structuren die rechtstreeks door de tumor worden beïnvloed. Dit suggereert dat off-target RT, zelfs bij lage doses, een negatieve cognitieve impact kan hebben door neuroanatomische doelen proximaal of distaal van de tumor te beïnvloeden. Hoewel beperkingen om hersennecrose, ototoxiciteit en optische neuropathie te minimaliseren goed ingeburgerd zijn, zijn RT-dosistoleranties voor cognitieve veranderingen in sleuteldomeinen (geheugen, aandacht, uitvoerende functie en verwerkingssnelheid) die optreden bij met RT behandelde patiënten slecht gekarakteriseerd. Er is steeds meer bewijs dat rekening houden met neuroanatomische doelen een betere verklaring zou kunnen zijn voor craniale RT-gemedieerde cognitieve verandering. Bovendien heeft een recente fase III-studie in een coöperatieve groep aangetoond dat conforme vermijding van de hippocampus met RT van de hele hersenen cognitieve stoornissen kan verminderen. Helaas had 60% van de patiënten na 6 maanden nog steeds cognitieve stoornissen, zelfs met vermijding van de hippocampus, wat impliceert dat andere structuren en netwerken betrokken zijn bij cognitieve stoornissen door RT en dat inspanningen om die structuren te identificeren gerechtvaardigd zijn. Een belangrijk obstakel in het veld was de moeilijkheid om locaties van weefselschade buiten het doelwit te identificeren die de cognitie na RT zouden kunnen beïnvloeden. Gezien de rol van het limbisch systeem in belangrijke cognitieve functies die worden beïnvloed door RT, hebben de onderzoekers een bijzondere interesse in het karakteriseren van veranderingen in het limbisch systeem en de thalamus in relatie tot het geheugen en gerelateerde processen.

De onderzoekers zijn van plan om RT-effecten op neuroanatomische structuren in het limbisch systeem en de thalamus te onderzoeken, evenals kandidaat-structuren die systematisch zijn geïdentificeerd met behulp van magnetische resonantiebeeldvorming (MRI). De onderzoekers stellen voor om prospectief 75 patiënten met goedaardige en laaggradige hersentumoren in te schrijven die gedeeltelijke hersen-RT zullen ondergaan, hetzij conventioneel gefractioneerd of gehypofractioneerd.

Neurocognitieve tests zullen worden uitgevoerd bij baseline, 3, 6 en 12 maanden na RT met behulp van een reeks tests om het visuele en verbale geheugen, de aandacht, de uitvoerende functie en de verwerkingssnelheid te beoordelen. Hersen-MRI, inclusief T1-beelden met hoge resolutie, diffusie tensor beeldvorming (DTI) en rust functionele MRI (fMRI) sequenties, zullen worden geëvalueerd bij baseline, 6 en 12 maanden na RT.

Deze pilootstudie zal voorlopige gegevens opleveren om de belangrijkste gebieden te identificeren die worden beïnvloed door RT die kunnen worden opgevolgd in toekomstig onderzoek.

Doel 1: objectieve neurocognitieve veranderingen in de loop van de tijd onderzoeken. Op basis van eerdere gegevens veronderstellen de onderzoekers dat ze RT-geïnduceerde neurocognitieve stoornissen zullen zien bij tot 50% van de patiënten na craniale RT. De onderzoekers zullen neurocognitieve testveranderingen in de HVLT-R vertraagde herinnering (verbaal geheugen) evalueren als hun primaire eindpunt. Als secundair eindpunt zullen ze een samengestelde globale z-score voor een tekort evalueren, evenals veranderingen in cognitieve domeinen van visueel geheugen, aandacht, executieve functies en verwerkingssnelheid.

Doel 2: Onderzoeken van veranderingen in hersenweefsel (via MRI) veroorzaakt door off-target RT bij patiënten met goedaardige en laaggradige hersentumoren. De onderzoekers veronderstellen dat een gedetailleerde mapping van hersenweefselletsel van off-target RT-doses van pre tot post-RT en gereconstrueerde structurele en functionele connectiviteit (DTI en fMRI) gegevens zal opleveren over de relatie tussen RT-dosis en MRI-veranderingen in specifieke structuren. De onderzoekers veronderstellen specifiek dat co-mapping van RT-dosis en MRI-veranderingen in de thalamus en het limbisch systeem (d.w.z. thalamische kernen, hippocampus, fornix, hypothalamus/mamillary bodies, limbische kwab, cingulum) het meest verstoord zal worden door off-target RT.

Doel 3: Onderzoeken van de relatie tussen MRI-veranderingen voor belangrijke neuroanatomische structuren met neurocognitieve testen. De onderzoekers veronderstellen dat RT invloed zal hebben op verschillende neuronale netwerken die meerdere cognitieve domeinen bedienen en dat cognitieve achteruitgang (doel 2) gecorreleerd zal zijn met schade die door MRI wordt onthuld aan limbische en thalamische structuren (doel 1). Deze aanpak zal identificatie mogelijk maken van hersenstructuren die het meest geassocieerd zijn met domeinspecifieke cognitieve stoornissen.

Er is dringend behoefte aan goed opgezette longitudinale studies die de impact van RT op neuroanatomische structuren onderzoeken. Veel van de onderzoeken die cognitie met RT evalueren, houden geen rekening met neuroanatomische dosisverdelingen. Zelfs binnen de literatuur die neuroanatomische doelen evalueert, is er geen systematische benadering geweest voor de evaluatie van neuroanatomische doelen door middel van RT. Dit onderzoek zal helpen bepalen welke neuroanatomische structuren het meeste risico lopen op RT-geïnduceerde schade en zal uiteindelijk helpen bij het opstellen van nieuwe richtlijnen voor dosisbeperkingen voor belangrijke structuren om cognitieve resultaten te verbeteren.