Perfusie zonder contrast met behulp van arteriële spin-gelabelde MR-beeldvorming voor beoordeling van therapierespons bij gemetastaseerd niercelcarcinoom

De incidentie van nierkanker is de afgelopen drie tot vier decennia gestaag toegenomen en behoort tot de 10 meest gediagnosticeerde vormen van kanker in de VS. In 2017 worden ongeveer 63.990 nieuwe gevallen van nierkanker geschat en de prognose is historisch gezien slecht. De huidige 5-jaarsoverleving wordt geschat op 74% in totaal, afnemend tot 53% bij patiënten met lokaal gevorderde ziekten.

De meest voorkomende vorm van nierkanker, niercelcarcinoom (RCC), komt voor bij 90% van alle nierkankers. Van de patiënten met gelokaliseerd RCC die worden behandeld met nefrectomie, heeft ongeveer een kwart een terugval op afgelegen locaties. Bij patiënten met gemetastaseerd RCC zijn de 5-jaarsoverlevingspercentages ongeveer 8%. Met een beter begrip van de pathogenese van het meest voorkomende type RCC, clear-cell niercelcarcinoom (ccRCC), worden nieuwere behandelingsopties met nieuwe middelen ontwikkeld om de overlevingskansen te verhogen.

De hoge kosten en potentiële risico's die gepaard gaan met proeven bij mensen voor de nieuw ontwikkelde experimentele therapieën, hebben de noodzaak benadrukt van gevoelige monitoring van de tumorrespons. Beeldvormende benaderingen kunnen een belangrijke rol spelen bij de evaluatie en selectie van potentiële nieuwe therapieën met niet-invasieve longitudinale monitoring van de behandelingsrespons. Momenteel berust de radiologische beoordeling van behandelresultaten voornamelijk op morfologische (d.w.z. grootte) verandert met behulp van de Response Evaluation Criteria in Solid Tumors (RECIST) en andere vergelijkbare scores. Dit is een belangrijke beperkende factor aangezien de effecten van veel therapeutische middelen op microscopisch niveau voorafgaan aan de uiteindelijke veranderingen in tumorgrootte. Een zo'n tumoreigenschap die meer aandacht heeft gekregen, is angiogenese, waarvan is aangetoond dat het tumorproliferatie en -infiltratie ondersteunt. Er zijn steeds meer klinische onderzoeken begonnen die zich richten op de vasculaire voorraden van tumoren door angiogenese direct te remmen (bijv. anti-angiogene therapie). Dergelijke klinische onderzoeken en het uiteindelijke klinische gebruik van deze therapieën zouden enorm worden geholpen door de beschikbaarheid van robuuste beeldvormingsindicatoren van angiogenese (d.w.z. weefselperfusie).

Positronemissietomografie (PET) met 15O-gelabeld water (15O-PET) wordt beschouwd als de gouden standaard voor niet-invasieve meting van weefselperfusie. Het gebruik van 15O-PET vereist echter een cyclotron in de nabijheid van PET om 15O-water met een korte levensduur te produceren (halfwaardetijd 2,4 min), waardoor de toepasbaarheid ervan in klinische omgevingen wordt beperkt. Alternatieve beeldvormingstechnieken zijn onder meer echografie met behulp van microbellen, perfusie-computertomografie (CT) met gejodeerd contrastmiddel en perfusie-MRI met contrastmiddelen op basis van gadolinium. Al deze technieken vereisen exogene middelen, waardoor hun gebruik bij longitudinale monitoring van de behandelingsrespons wordt beperkt.

ASL-MRI is onlangs naar voren gekomen als een kwantitatieve beeldvormingsmethode (QI) om perfusie (of capillaire bloedstroom) te meten zonder de toediening van exogene contrastmiddelen. ASL "labelt" het zeer doorlaatbare water in het bloed magnetisch als een tracer en meet hun accumulatie in het betreffende weefsel, zonder enig exogeen contrast te injecteren. Verschillende versies van ASL zijn gevalideerd bij dieren met microbolletjes en bij mensen met 15O-PET in de hersenen. ASL heeft ook een aantal voordelen ten opzichte van dynamische contrastverbeterde (DCE) en dynamische susceptibiliteitscontrast (DSC) gebaseerde MR-perfusiemetingen. In het bijzonder vereist ASL geen exogeen middel om de zorgen over gadoliniumaccumulatie of nefrogene systemische fibrose (NSF) bij patiënten met een verminderde nierfunctie weg te nemen en, in tegenstelling tot DCE/DSC, is de bijdrage van vasculaire permeabiliteit aan door ASL gemeten perfusie verwaarloosbaar waardoor absolute perfusie kwantificering mogelijk is in fysiologische eenheden.