Een fase I-onderzoek ter evaluatie van de veiligheid van stereotactische centrale ablatieve radiotherapie (SCART) voor omvangrijke gemetastaseerde of terugkerende kanker

Ondanks de vooruitgang op het gebied van screening en surveillance blijven patiënten zich presenteren met zowel omvangrijke primaire als metastatische tumoren. Sommige patiënten presenteerden zich met terugkerende omvangrijke kanker in eerder behandelde stralingsvelden. Ruimtelijk gefractioneerde radiotherapie (SFRT) heeft een geschiedenis van meer dan 100 jaar. Het principe van SFRT onderscheidt zich van de standaard bestralingsbenaderingen, aangezien het de totale tumor behandelt met een niet-uniforme dosis, waardoor de tumor effectief wordt behandeld terwijl het binnen de normale weefseltolerantie van de omliggende structuren blijft. Historisch gezien wordt SFRT vaak gebruikt om omvangrijke kwaadaardige tumoren te behandelen met een hoge stralingsdosis in het dosisbereik stereotactische radiochirurgie (SRS) / stereotactische lichaamsradiotherapie (SBRT) (10-20 Gy per fractie) met behulp van megavoltage röntgenstralen. De toepassing van SFRT, van oudsher bekend als GRID-therapie, heeft geleid tot een dramatische verlichting van ernstige symptomen, significante objectieve regressie, bovengemiddelde lokale controlepercentages en minimale toxiciteit in palliatieve omgevingen.

Hooggedoseerde GRID-radiotherapie, ook wel ruimtelijk gefractioneerde GRID-radiotherapie (SFGRT) genoemd, is een behandelingsmodaliteit die in 1909 werd geïntroduceerd en algemeen werd gebruikt in de jaren dertig van de vorige eeuw. In 1909 beschreef Kohler in Duitsland straling die werd afgegeven door een geperforeerd scherm met regelmatig uit elkaar geplaatste geblokkeerde gebieden die een effect creëerden dat vergelijkbaar was met een behandeling met meerdere kleine potloodbundels. Deze ruimtelijk gefractioneerde straling probeert, in tegenstelling tot de huidige benaderingen, niet het totale tumorvolume met een uniforme dosis te behandelen. In plaats daarvan maakt deze techniek het mogelijk om hoge dosissen straling af te geven in clusters van kleine gebieden zonder dat normale weefselschade aan huid en onderhuidse weefsels wordt veroorzaakt. In de vroege toepassingen werden tweedimensionale rastervelden gebruikt, meestal met orthospanningsbundels. De roosters waren meestal samengesteld uit open / afgeschermde ronde of vierkante vormen variërend in grootte van 0,5 tot 1,5 cm. De toepassing was voornamelijk voor de behandeling van gevorderde omvangrijke tumoren.

De techniek van GRID-radiotherapie is echter niet significant geëvolueerd sinds de start in de vroege jaren 1900, en is niet de optimale methode om ruimtelijk gefractioneerde straling af te geven in de moderne tijd. GRID heeft de beperking om relatief hoge doses straling af te geven aan normaal weefsel, afhankelijk van de locatie van de tumor, aangezien het wordt afgegeven via een enkele straal die door normaal weefsel moet gaan om zijn doel te bereiken. Het belangrijkste is dat de gebieden met de hoogste dosis van het raster oppervlakkig zijn en zich vaak buiten het tumordoel zelf bevinden.

Het basisprincipe van de LATTICE-radiotherapie (LRT) is om binnen het tumorvolume meerdere gelokaliseerde hooggedoseerde eilanden (12 Gy en hoger) te creëren met een zekere mate van scheiding om lagedosisgebieden (3 Gy of lager) te vormen. In een extreem geval kunnen één of twee gerichte dosiseilanden in een kleine tumor worden ingebracht.

Moderne radiotherapiemethoden zijn direct beschikbaar om 3D hooggedoseerde ROOSTER-radiotherapie te leveren met superieure dosimetrie in vergelijking met de 2D GRID-techniek. Een reeks gefocuste volumes met hoge doses, in wezen een raster van doses in 3D, kan worden gegenereerd door middel van moderne technieken, wat resulteert in zeer heterogene dosisverdelingen binnen het tumorvolume, waardoor aangrenzend en perifeer normaal weefsel minimaal wordt blootgesteld.

Vergelijkbaar met de kernprincipes en concepten van LRT, streeft SCART naar stereotactische bestraling van een deel van het doelvolume (hotspot) dat zich in het midden van een groot tumordoel bevindt met een ablatieve dosis (15Gy of hoger) en de dosis valt snel weg vanaf de rand van de tumor. hotspot tot lage dosis (3Gy of lager) aan de rand van het tumorvolume. Het doel is om een ​​zo groot mogelijk volume te bestralen met een ablatieve dosis, terwijl de dosis tot aan de rand van de tumor laag blijft.

SCART is een andere benadering die niet alleen de dosisescalatie nastreeft, maar ook het idee om het intratumorale omstandereffect te vergemakkelijken of te bevorderen, waardoor de biologische effectiviteit van de behandeling wordt vergroot. Gepubliceerde gegevens beoordeeld door Peters, et al. suggereren sterk dat GRID-therapie een snelle en hogere apoptose van tumorcellen induceert in omvangrijke en hypoxische tumoren. Deze techniek is zeer aantrekkelijk om patiënten met volumineuze gynaecologische tumoren te behandelen.

Dit maakt SCART-radiotherapie tot een praktisch haalbaar alternatief voor traditionele GRID-therapie en LATTICE, dat een zeer heterogene dosisverdeling levert, waarvan wordt verwacht dat het het omstandereffect van straling veroorzaakt. Met regio's met een hoge dosis die strikt binnen het doelvolume vallen, wordt normale weefseltoxiciteit praktisch vermeden, wat een verhoogde therapeutische ratio oplevert.

SCART is een veelbelovend hulpmiddel om dosisescalatie te bereiken die zal leiden tot een hogere lokale controle zonder extra toxiciteit toe te voegen in de perifere normale weefselgebieden.