Radioterapia Adaptativa de Glioma com Desenvolvimento de um Fluxo de Trabalho de Inteligência Artificial (GLADIATOR)

O glioblastoma multiforme (GBM) representa gliomas difusos de grau 4, responsáveis ​​pelos tumores malignos primários mais comuns do sistema nervoso central (SNC) em adultos. O GBM é tratado com radioterapia (RT) e quimioterapia concomitante após ressecção máxima segura, com uma sobrevida média de aproximadamente 15-18 meses. O GBM abriga uma heterogeneidade intratumoral significativa, com áreas multiclonais e hipóxicas, proporcionando maiores chances de recidiva da doença após a RT padrão.

Da mesma forma, compartimentos distintos podem ser bem apreciados na ressonância magnética (RM): realçando o núcleo tumoral (TC) com áreas necróticas centrais e a região peritumoral (PTR), que consiste em infiltração tumoral microscópica e edema vasogênico. Semelhante às regiões de áreas radiorresistentes dentro do TC, a doença microscópica no PTR desempenha um papel vital na recidiva da doença. Outros gliomas difusos de grau 2 e 3 incluem astrocitoma mutante de isocitrato desidrogenase (IDH) e oligodendroglioma. Na recente classificação de tumores do SNC da Organização Mundial da Saúde (OMS), as informações moleculares são combinadas com informações histopatológicas para uma classificação integrada. Os tumores de tipo selvagem IDH são ainda caracterizados molecularmente e considerados como GBM, uma vez que o prognóstico é sombrio. Os oligodendrogliomas são confirmados com base na presença de deleção dos braços cromossômicos 1p19q. Gliomas difusos de grau 2/3 são tipicamente vistos como tumores com tumores hiperintensos ponderados em T2. O tratamento é semelhante ao GBM, com ressecção máxima segura seguida de radiação e quimioterapia concomitante e adjuvante.

Radioterapia para Gliomas Difusos A radioterapia (RT) desempenha um papel integral no tratamento multimodal de gliomas difusos. A radiação é indicada em gliomas de baixo grau com características de alto risco ou gliomas de alto grau após ressecção segura máxima. A radiação (RT) em gliomas difusos no GBM é aplicada usando técnicas conformadas à doença residual e à cavidade, denominada volume tumoral bruto (GTV). A área circundante é incluída no volume alvo clínico (CTV) para tratar áreas de doenças microscópicas. Para GBM, uma expansão de 1,5 a 2 cm é feita a partir do GTV, que é identificada como uma área de realce nas sequências T1c para incluir áreas de PTR (hiperintensidade T2w) e editada a partir de barreiras anatômicas como meninges e reflexões durais. Para gliomas mutantes de IDH, o tumor residual e a cavidade (identificada como região de hiperintensidade T2w) são incluídos como GTV e uma expansão adicional de 5-10 mm é feita para ser incluída como CTV. A prática padrão envolve o fornecimento de uma dose uniforme de radiação ao volume alvo planejado (PTV), que abrange uma expansão isotrópica da margem em torno do CTV para compensar as incertezas de configuração. No astrocitoma de alto grau GBM e IDHmutante, a dose total de 59,4-60 Gy é administrada durante 6-7 semanas com 1,8-2 Gy por fração. Uma dose relativamente menor de radiação, na faixa de 54,0-59,4 Gy, é administrado durante 6-7 semanas usando 1,8-2 Gy por fração para oligodendrogliomas. De acordo com o paradigma atual, a radiação é planejada em tomografia computadorizada (TC) para cálculo de dose e ressonância magnética para visualização de volumes alvo e órgãos em risco (OAR), feita uma vez antes do tratamento, com base na qual a radiação fracionada é administrada durante 6 a 7 semanas . Evidências recentes com ressonância magnética realizada durante o tratamento demonstraram que as mudanças na dinâmica da doença residual, da cavidade cirúrgica e também dos OARs em uma proporção de pacientes, sugerindo que o tratamento é administrado com base em imagens em um único momento pode levar a imprecisões. Portanto, a radioterapia adaptativa (ART) para modificar os planos de radiação com base nas mudanças espaciais do volume alvo e OAR provavelmente melhorará a precisão dos tratamentos de RT. Além disso, imagens seriadas durante o tratamento podem ser usadas para identificar áreas de tumor ou PTR que apresentem doença refratária ou edema vasogênico, com disposições para modificações biológicas das doses de RT. O uso de técnicas de radiação conformada, como radioterapia de intensidade modulada (IMRT), terapia de arco modulado volumétrico (VMAT), pode permitir a entrega de doses diferenciais de radiação com precisão em diferentes áreas do volume alvo, conhecido como pintura de dose.Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET) Funcional A imagem com tomografia por emissão de pósitrons (PET) alcançou grande popularidade em oncologia no estadiamento de doenças, identificando áreas hipóxicas e orientando o planejamento de radiação. Para gliomas, PET de aminoácidos como O-(2-[18F] fluoroetil) -L-tirosina (FET) ou Fluorodopa (F-DOPA) tem se mostrado eficaz em áreas de maior proporção de tumor para substância branca, áreas sugestivas de atividade doença (19) . O uso de PET durante o tratamento pode ajudar a identificar áreas refratárias à RT, refletidas pela maior captação do radioisótopo. Doses mais elevadas para essas regiões proporcionam uma janela para adaptação biológica e podem potencialmente melhorar as taxas de controlo. Da mesma forma, a análise quantitativa da imagem (mais popularmente conhecida como radiômica) pode ajudar a diferenciar áreas de tumor microscópico do edema vasogênico no PTR, que de outra forma parece semelhante à imagem convencional. Inteligência Artificial O papel da inteligência artificial em oncologia é cada vez mais reconhecido, variando desde a otimização da utilização de recursos de saúde e da tomada de decisões até à análise quantitativa de imagens para prognóstico e a capacidade potencial de servir como um biomarcador não invasivo. A prática da oncologia de radiação contemporânea depende fortemente da interação de humanos e máquinas em quase todos os processos de planejamento de tratamento, incluindo contorno de volumes alvo, OAR, processos de planejamento de tratamento e durante a administração do tratamento. A criação de uma estrutura de inteligência artificial em radioterapia oncológica promete melhorar a eficiência e a precisão do fluxo de trabalho e permitir o planejamento e a entrega do tratamento de forma rápida e eficiente. O uso da radioterapia adaptativa será ainda mais facilitado usando algoritmos de aprendizado de máquina com identificação apropriada de pacientes que serão beneficiados pela adaptação volumétrica ou biológica, autossegmentação de alvo/OAR, planejamento automatizado de tratamento e modificação biológica baseada em mudanças espaciais e temporais de parâmetros quantitativos de imagem. . Prática institucional padrão A prática institucional padrão inclui uma dose de 59,4 Gy em 33 frações durante 6,5 semanas para pacientes com glioblastoma e 55,8 Gy em 31 frações durante 6 semanas para pacientes com oligodendroglioma. A temozolomida concomitante é usada para todos os pacientes submetidos à radiação na dose de 75 mg/m 2 de área de superfície corporal durante o curso da radiação, com monitoramento semanal do hemograma. Todos os tratamentos de radiação são planejados com base em tomografia computadorizada e ressonância magnética de uma única vez, sem nenhum intervalo programado durante a radiação, e nenhuma adaptação é feita. A quimioterapia adjuvante com temozolomida é iniciada após 4 semanas do término da radiação na dose de 150 mg/m 2 por cinco dias e repetida mensalmente e a dose aumentada para 200 mg/m 2 se houver boa tolerância e contagens sanguíneas normais. Como prática padrão, 6 e 12 ciclos de temozolomida estão programados para GBM e glioma mutante IDH (astrocitoma e oligodendroglioma), respectivamente. Após a conclusão do tratamento, o acompanhamento clínico é programado a cada 3-6 meses nos primeiros 2 anos e depois a cada 6-12 meses para todos os pacientes. As imagens de vigilância são programadas a cada 6-12 meses nos primeiros 5 anos e, posteriormente, anualmente ou imagens de intervalo realizadas conforme solicitado clinicamente.