Imagens de ressonância magnética com gás xenônio hiperpolarizado na radioterapia de NSCLC

As taxas de sobrevivência para câncer de pulmão são baixas. A taxa de sobrevida de um ano no Reino Unido para homens é de 27% e para mulheres de 30%, caindo para menos de 10% em cinco anos. O prognóstico do câncer de pulmão é tão ruim porque mais de dois terços dos pacientes são diagnosticados em um estágio tardio, quando o tratamento curativo não é possível. O diagnóstico precoce e a avaliação da tolerância ao tratamento curativo fariam uma diferença significativa nas taxas de sobrevivência.

Histologicamente, aproximadamente 80% do câncer de pulmão é câncer de pulmão de células não pequenas (NSCLC). O principal tratamento curativo para NSCLC é a cirurgia. A radioterapia radical e a quimiorradioterapia são outros tratamentos potencialmente curativos. Estes são adequados para pacientes que apresentam tumores localizados que são cirurgicamente irressecáveis ​​devido ao envolvimento de estruturas locais críticas ou doença clinicamente inoperável devido à idade avançada ou comorbidades. A radioterapia visa administrar uma alta dose tumoricida ao tumor sem danificar o tecido pulmonar normal circundante. Uma alta dose de radioterapia melhora o controle local, mas incorre em risco de induzir efeitos tóxicos no tecido pulmonar normal. Se a toxicidade pulmonar induzida por radiação pudesse ser melhor prevista e monitorada, a radioterapia radical poderia ser adaptada ao indivíduo, o que também poderia ter o benefício de evitar ou reduzir a dose de radiação no tecido pulmonar funcional.

Atualmente, a avaliação de pacientes para radioterapia envolve medições da função pulmonar para fornecer um indicador clínico sobre se o paciente toleraria ou não o tratamento e manteria função pulmonar suficiente após o tratamento para continuar com as atividades da vida diária sem comprometimento significativo. O padrão-ouro atual para avaliação da função pulmonar é a espirometria e a transferência de gases. A espirometria e a transferência de gás medem a função pulmonar global, mas não fornecem informações sobre as diferentes regiões do pulmão ou sobre a 'estrutura' de suporte do pulmão, o parênquima. gravidade ou refletem um declínio na saúde do paciente. Esta relação fraca é provavelmente porque o pulmão é um órgão regional complexo onde distúrbios localizados de uma variedade de fatores, incluindo fluxo de gás (ventilação), fluxo de sangue (perfusão) e transferência de gás, todos se combinam para prejudicar a função respiratória.

Para abordar essas questões, pretendemos usar o gás xenônio hiperpolarizado (Xe129) ressonância magnética (MRI) e tomografia computadorizada (TC) para descrever anormalidades pulmonares regionais e estruturais detalhadas em pacientes com NSCLC. Os investigadores irão correlacionar esta técnica com a espirometria basal e os escores de dispneia para determinar se a tolerância respiratória da radioterapia é melhor prevista pela imagem de ressonância magnética Xe129 hiperpolarizada. Os investigadores irão comparar a ressonância magnética Xe129 hiperpolarizada com imagens padrão (varreduras de medicina nuclear). Os investigadores também avaliarão as mudanças na imagem de RM Xe129 hiperpolarizada antes, durante e após a radioterapia para determinar se ela fornece uma melhor avaliação da lesão pulmonar induzida por radiação. A ressonância magnética tem a vantagem de ser livre de radiação ionizante, tornando-a segura e prática para doenças como o câncer de pulmão, onde exames repetidos de acompanhamento são necessários. A RM tem uma velocidade de aquisição de imagem aprimorada em comparação com a TC e a cintilografia pulmonar e oferece o potencial de avaliação dinâmica dos pulmões durante a respiração. Na RM convencional, o sinal se origina principalmente dos prótons nas moléculas de água dos tecidos. Portanto, a ressonância magnética convencional tem uso limitado em doenças respiratórias porque o pulmão tem uma densidade muito baixa de prótons, sendo em vez disso composto em grande parte por espaços aéreos que não geram sinal de ressonância magnética. Os gases nobres hiperpolarizados podem resolver este problema. O xenônio (Xe129) é um gás nobre não reativo ou inerte. Ele tem um spin nuclear de ½, permitindo o uso em imagens de ressonância magnética para gerar um sinal. Xe129 é hiperpolarizado, ou seja, o spin nuclear dentro dos átomos é aumentado. A hiperpolarização aumenta o sinal de RM, permitindo que o gás Xe129 apareça na varredura de RM. Em partes do pulmão com bom fluxo de ar, o gás Xe129 hiperpolarizado aparecerá mais e será visto mais rapidamente. Além disso, o Xe129 dissolve-se prontamente no sangue, onde emite diferentes características de sinal de RM. Esta propriedade pode ser explorada para quantificar regionalmente a ventilação e a perfusão dentro do pulmão, fornecendo uma avaliação abrangente da função pulmonar. A necessidade de melhorar a imagem funcional para identificar doença pulmonar preexistente e prever a tolerância respiratória de pacientes com NSCLC para tratamento de radioterapia é clara. A imagem de RM Xe129 hiperpolarizada tem o potencial de informar melhor a adequação individual para esquemas de radioterapia do que as investigações usadas atualmente. Além disso, imagens funcionais aprimoradas são necessárias para monitorar a resposta ao tratamento e permitir que os regimes de tratamento sejam adaptados ao indivíduo. A imagem de RM Xe129 hiperpolarizada oferece o potencial de detecção aprimorada de lesão pulmonar induzida por radiação, inestimável para o tratamento de pacientes com lesão induzida por radiação. Também pode fornecer informações que permitiriam que a RT fosse planejada de forma a reduzir o risco de pacientes desenvolverem toxicidade pulmonar induzida por radiação (RILT).

A necessidade de melhorar a imagem funcional para identificar doença pulmonar preexistente e prever a tolerância respiratória de pacientes com NSCLC para tratamento de radioterapia é clara. A imagem de RM Xe129 hiperpolarizada tem o potencial de informar melhor a adequação individual para esquemas de radioterapia do que as investigações usadas atualmente. Além disso, imagens funcionais aprimoradas são necessárias para monitorar a resposta ao tratamento e permitir que os regimes de tratamento sejam adaptados ao indivíduo. A imagem de RM Xe129 hiperpolarizada oferece o potencial de detecção aprimorada de lesão pulmonar induzida por radiação, inestimável para o tratamento de pacientes com lesão induzida por radiação. Também pode fornecer informações que permitiriam que a RT fosse planejada de forma a reduzir o risco de pacientes desenvolverem toxicidade pulmonar induzida por radiação (RILT).