Validação Patológica de Imagem Funcional em Carcinoma Espinocelular de Cabeça e Pescoço

ANTECEDENTES E CONFIGURAÇÃO

1.1. INTRODUÇÃO

A radioterapia (quimio) concomitante (CRT) é o padrão atual de tratamento para pacientes com carcinoma espinocelular de cabeça e pescoço (HNSCC) localmente avançado. A proximidade de estruturas funcionais importantes com o tumor torna o tratamento, porém, altamente complexo. A toxicidade relacionada ao tratamento pode ser grave com xerostomia e disfagia complicando gravemente a qualidade de vida do paciente. O uso de esquemas de fracionamento alterados e/ou quimioterapia concomitante resultou em ganhos substanciais no controle locorregional, levando a melhorias significativas na sobrevida global. Embora o prognóstico de pacientes tratados com RT para HNSCC localmente avançado esteja melhorando continuamente, ainda há um alto número de falhas loco-regionais.

Usando radioterapia altamente conformada, os investigadores podem aumentar o índice terapêutico administrando doses mais altas às partes do tumor mais radiorresistentes, mantendo ou mesmo reduzindo a dose nos tecidos circundantes. A imagem funcional pode nos ajudar a definir esses subvolumes radiorresistentes e a delinear melhor o volume tumoral bruto (GTV) no futuro. A tomografia por emissão de pósitrons (PET), a imagem por ressonância magnética ponderada por difusão (DWI) e a ressonância magnética dinâmica com contraste aprimorado (DCE-MRI) podem nos fornecer mais informações sobre as características biológicas e microestruturais subjacentes do tumor. No entanto, no momento, os investigadores não têm certeza de como interpretar os diferentes parâmetros de imagem obtidos a partir dessas modalidades de imagem funcional. Portanto, os investigadores querem correlacionar os parâmetros de imagem com as características patológicas do tumor. Por outro lado, os investigadores querem correlacionar o GTV definido nas modalidades de imagem funcional com o GTV patológico, e ver se essas modalidades podem nos ajudar a delinear o GTV com mais precisão no futuro.

1.2. MODALIDADES DE IMAGEM

1.2.1. Tomografia por emissão de pósitrons FDG (FDG-PET)

O aumento do metabolismo da glicose é uma característica fundamental de muitos tumores malignos, incluindo HNSCC. A tomografia por emissão de pósitrons (PET) após a injeção de 2' fluorodesoxiglicose marcada radioativamente (18F-FDG) pode nos ajudar a medir e quantificar esse metabolismo em tumores, usando o valor de captação padronizado (SUV). Vários estudos correlacionaram SUV alto antes do tratamento com desfecho significativamente pior em HNSCC. Além disso, parece que a maioria das recorrências locais ocorre dentro do GTV definido por FDG-PET. A base molecular para isso não é completamente compreendida.

As células tumorais em proliferação consomem glicose em alta taxa e liberam lactato e não CO2. Desta forma, eles omitem a fosforilação oxidativa da glicose dirigida pelas mitocôndrias da produção de ATP (= efeito Warburg). Vários parâmetros moleculares têm sido associados a essa troca glicolítica, como a ativação do HIF1α induzido por hipóxia e o aumento da presença de proteínas transportadoras de glicose GLUT. Até agora, nenhuma correlação clara foi encontrada entre a presença de hipóxia e a captação de FDG.

1.2.2. Ressonância magnética ponderada por difusão (DWI)

A ressonância magnética ponderada por difusão (DWI) pode caracterizar tecidos com base no deslocamento aleatório de moléculas de água. Em tecidos biológicos, esse deslocamento é limitado por barreiras subjacentes específicas do tecido e essa diferença pode ser quantificada e visualizada usando valores de coeficiente de difusão aparente (ADC). Um estudo em 165 pacientes em nosso centro com HNSCC demonstrou que o valor ADC pré-tratamento é um fator prognóstico forte e independente para o resultado. Pacientes com alto valor de ADC respondem pior à radiação ionizante do que pacientes com menor valor de ADC. Atualmente, não há uma explicação clara de por que os tumores com maior densidade celular são mais radiossensíveis do que os tumores com baixa densidade. Várias características microscópicas afetam a difusividade da água no tecido (presença de necrose, densidade celular, inflamação, integridade das membranas celulares). Muitos deles também afetam a radio e a quimiossensibilidade dos tumores.

1.2.3. Ressonância magnética aprimorada com contraste dinâmico (DCE-MRI)

A ressonância magnética com contraste dinâmico (DCE-MRI) é uma modalidade de imagem não invasiva que foi desenvolvida e avaliada para a caracterização das propriedades vasculares dos tecidos. O suprimento adequado de oxigênio é essencial para a eficácia da radiação ionizante. No entanto, a angiogénese tumoral está longe de ser perfeita e os vasos recém-formados apresentam permeabilidade, tortuosidade e uma funcionalidade geralmente pobre. Essas propriedades vasculares podem nos fornecer informações sobre a agressividade e a radiossensibilidade do tumor. A tomografia computadorizada dinâmica (TC) demonstrou que as medições de perfusão podem prever o resultado do câncer de cabeça e pescoço após a radioterapia. Da mesma forma, a avaliação quantitativa de DCE-MRI também foi correlacionada com a resposta à radiação ionizante em pacientes com HNSCC. Um estudo recente em um número limitado de pacientes correlacionou certos parâmetros DCE-MRI com hipóxia intratumoral. No entanto, até agora nenhuma correlação espacial foi feita.

OBJETIVOS DO ESTUDO

2.1. OBJETIVOS PRIMÁRIOS

O principal objetivo deste estudo é correlacionar DWI, DCE-MRI e FDG-PET com a distribuição espacial da hipóxia em pacientes com câncer de cabeça e pescoço.

2.2. OBJETIVOS SECUNDÁRIOS

A. Correlacionar achados de imagem funcional com parâmetros moleculares intrínsecos que descrevem proliferação, hipóxia e metabolismo da glicose.

B. Validar o uso dos marcadores de hipóxia e do classificador de expressão gênica de hipóxia de 15 genes.

C. Comparar o volume do tumor derivado da patologia com os volumes delineados nas várias modalidades de imagem anatômica e funcional.

DESIGN DE ESTUDO

O grupo-alvo deste estudo são pacientes com carcinoma espinocelular da laringe comprovado histologicamente, elegíveis para cirurgia, estágio T3-4. Antes do tratamento, os pacientes serão submetidos a FDG-PET/CT e ressonância magnética com DW e DCE, dedicados para visualização ideal do tumor primário e análise. As modalidades de imagem serão realizadas o mais próximo possível da cirurgia (PET/CT uma semana antes da cirurgia; ressonância magnética um dia antes da cirurgia).

Antes do tratamento, três cortes nas modalidades de imagem serão selecionados por um radiologista com base em sua qualidade visual e heterogeneidade de parâmetros funcionais. Essas regiões de interesse serão comparadas com diferentes parâmetros histopatológicos no espécime de ressecção. O radiologista também selecionará regiões, com base nos parâmetros DWI e DCE, que são suspeitas de serem hipóxicas. Dessas regiões será feita uma biópsia.

Após a laringectomia total, o espécime da ressecção será orientado e o material da biópsia será obtido das regiões do tumor que foram selecionadas nas modalidades de imagem. O restante do espécime será fixado em formaldeído. Para compensar o encolhimento do tumor devido à fixação, o espécime da ressecção será colocado em uma caixa de papelão com solução de agarose e digitalizado por ressonância magnética com imagens T1w/T2. A partir disso será calculado um fator de encolhimento comparando as imagens delineadas ponderadas em T1 e T2.

Após a fixação, o tumor será cortado em macrofatias com cerca de 5mm de espessura. Em cada macroslice, o volume do tumor será delineado. Com isso, o volume patológico do tumor será determinado levando em consideração o fator de encolhimento previamente determinado. Este volume patológico será comparado ao volume do tumor delineado nas modalidades de imagem. Nas diferentes modalidades de imagens funcionais pré-cirúrgicas, 4 observadores separados irão delinear o GTV. Os diferentes volumes serão comparados e a sobreposição será calculada após a reconstrução e registro do espécime 3D.

O GTV obtido a partir da imagem funcional será correlacionado com o volume tumoral patológico do espécime de ressecção. Esta informação nos dará mais informações sobre o verdadeiro poder das técnicas de imagem funcional investigadas na determinação do volume do tumor. Isso é importante para avaliar o papel das modalidades de imagem funcional no planejamento do tratamento no futuro.

Nos três níveis, escolhidos pelo radiologista nas modalidades de imagem, serão feitos cortes de 4µm de espessura. Em cada nível será realizada uma coloração imuno-histoquímica (serão realizadas as colorações GLUT-1, CA-IX, HIF-1α, VEGF e KI 67).

IHC será pontuado de acordo com um sistema de pontuação semiquantitativo usando uma análise de campo onde cada campo será atribuído uma pontuação de 1-4 de acordo com a área aproximada de imunocoloração (0:0%, 1:1-5%, 2: 5- 15%, 3: 15-30% e 4: >30%.