Onderzoeksgroep
Expertise
Het FLASH-effect, dat wordt verkregen met bestralingstherapie met een ultrahoog dosistempo (FLASH-RT), wordt gedefinieerd als het sparen van normaal weefsel, terwijl behoud van het tumoreffect vergeleken met conventionele radiotherapie met dosistempo (CONV-RT). Het is daarna waargenomen blootstelling van biologische weefsels aan elektronen, röntgenstralen en protonen. Als de technologie om FLASH-stralingstherapie (FLASHRT) over te dragen met röntgenstralen en protonen in de klinieken is nog in ontwikkeling en staat voor een groot aantal uitdagingen, FLASH-RT met behulp van elektronen is de logische keuze om voornamelijk voor klinische toepassingen te worden gebruikt. Huidige lineaire versnellers die elektronen produceren voor FLASH maakt het mogelijk om zowel oppervlakkige tumoren als dieper gelegen tumoren te bereiken in de context van intra-operatieve elektronen Toepassingen voor radiotherapie (IOeRT). Zowel uitwendige straal als IOeRT worden gebruikt voor de behandeling van borstkanker (Harbeck 2019; Fastner 2020). Bij het Iridium Kankernetwerk in Antwerpen is één van de 3 Belgische IOeRT lineaire versnellers beschikbaar voor behandeling van borstkankerpatiënten zowel voor een boost van het primaire tumorbed (voor hoogrisicopatiënten) als voor enkelvoudige dosis gedeeltelijke borstbestraling (voor laagrisicopatiënten) (Fastner 2020; Bartelink 2015, Machiels 2020). Dit vormt een ideale matrix voor het onderzoeken van de capaciteiten van FLASH-RT om de tumor onder controle te houden en tegelijkertijd de ontwikkeling van normale weefseltoxiciteiten te vermijden het bestraalde volume, wat een uitdagende kans vertegenwoordigt om de therapeutische behandeling van borstkanker te verbeteren. Het combineren van onze bestaande ervaring met IOeRT voor borstkankerpatiënten met de installatie van het ElectronFlash-onderzoek machine maakt de weg vrij voor het vergelijken van conventionele met FLASH-dosissnelheden voor bestralingstherapie met behulp van IOeRT-bestralers. Dit De derde stap van het voorgestelde onderzoeksprogramma, de introductie in de kliniek, zal naar verwachting in de loop van de tijd haalbaar worden 2023 met de installatie van ‘s werelds eerste CE-gemarkeerde IOeRT-machine voor klinisch gebruik, die in staat is om zowel conventionele en FLASH-dosissnelheden. Daarbij streeft ons onderzoeksproject ernaar om FLASH-bestralingstherapie met dosistempo zo snel mogelijk van de bank naar de praktijk te brengen nachtkastje: • WP1: Onderzoek naar de onderliggende mechanismen zal worden uitgevoerd met een combinatie van in vivo en in vitro experimenten. Er is beschreven dat het FLASH-effect gedeeltelijk afhankelijk is van de weefselzuurstofspanning (Montay-Gruel 2019; Spitz 2019; Petersson 2020, Adriaan 2020; Hughes 2020) en alleen in vitro waarneembaar wanneer cellen in fysiologische zuurstof worden gekweekt omstandigheden (d.w.z. onder 4-5% O2). Er zullen in vitro testen worden uitgevoerd met behulp van 5 verschillende cellijnen in sferoïden onderzoek door differentiële straling geïnduceerde celdood en reactie op DNA-schade na FLASH-RT en CONV-RT. Biologisch monsters van WP2 zullen ook worden gebruikt om de immuuninfiltratie in zowel tumor- als normale weefsels, samen met tumorcellen, te beoordelen doden. • WP2: Tegelijkertijd zullen we een preklinisch muismodel gebruiken om de impact van FLASH-dosissnelheden te onderzoeken, vergeleken met conventionele doseringen voor de behandeling van borstkanker. Tegelijkertijd vergelijken we de normale weefseltoxiciteit op de huid, zacht weefsel, longen en hart tussen FLASH en conventionele radiotherapie met dosistempo. Ten slotte gaan we innovatief onderzoeken combinaties op het gebied van FLASH-onderzoek met tamoxifen/letrozol, omdat dit de cosmetische uitkomst na CONV-RT beïnvloedt.
FLASHradiotherapie voor verbetering van de behandeling van borstkanker door vermindering van bijwerkingen op huid, weke delen, long en hart.
Abstract
FLASH-RT, gebaseerd op bestraling met ultrahoge dosistempo (momentane dosistempo boven 104 Gy/s), werd onlangs een hot topic op het gebied van stralingsoncologie. Verschillende studies hebben onlangs aangetoond dat klassieke pathogene patronen waargenomen in normale weefsels die werden blootgesteld aan straling die werd toegediend met conventionele dosistempo bestralingstherapie (CONV-RT) werden niet geïnduceerd door enkele fracties van FLASH-RT, collectieve waarnemingen die we sindsdien hebben gedefinieerd als het "FLASH-effect". Gepubliceerde gegevensformulieren a groeiende hoeveelheid literatuur, waarin de duidelijke normale weefselsparing wordt gedocumenteerd die wordt aangetroffen in meerdere weefsels (hersenen, longen, huid, darmen) en bij meerdere zoogdiersoorten (muis, kat, varken, rat) onderworpen aan FLASH-RT (Favaudon 2014; Montay-Gruel 2017, 2018, 2020; Vozenin 2018; Alaghband 2020; Wilson 2020). Deze bevindingen, samen met gegevens die een volledig geconserveerde antitumorwerking laten zien en de eerste proef bij mensen (zij het voor huidkanker) (Bourhis 2019, 2020) wijzen op de opwindende klinische beloften van het leveren van FLASHRT op een groot aantal tumorplaatsen. Dit eerdere onderzoek benadrukt de haalbaarheid van het vertalen van preklinische studies naar: klinische proeven voor de behandeling van kankers terwijl de normale weefseltoxiciteit wordt beperkt. Daarom hebben het Iridium Kankernetwerk en de De Universiteit Antwerpen is het eerste centrum voor stralingsoncologie in België en het tweede ter wereld dat is uitgerust met de ElectronFlash bestralingstoestel ontwikkeld door S.I.T. (Sordina IORT Technologies S.p.A., Italië - hierna "S.I.T.") en daardoor in staat om bestraling met ultrahoge dosissnelheid leveren om het FLASH-effect te bereiken in preklinische omstandigheden. Momenteel is S.I.T. ontwikkelt zich een nieuwe accelerator voor IOeRT, die zowel CONV-RT als FLASH-RT kan leveren. We zouden het eerste centrum ter wereld moeten zijn waar deze revolutionaire machine voor klinische toepassingen wordt in de loop van 2023 geïnstalleerd, inclusief CE-markering voor klinisch gebruik. Het preklinische onderzoek beschreven in dit project zal bestaan uit het ontwikkelen en gebruiken van in vitro en in vivo tumormodellen om valideren en optimaliseren van de behandeling van borsttumoren met behulp van FLASH-RT. Daarom is ons project gericht op het onderzoeken van de effect van FLASH-RT (vergeleken met CONV-RT) op borstkanker en op door straling geïnduceerde huid, weke delen, longen en hart toxiciteiten. Tot nu toe is gebleken dat FLASH-RT de ontwikkeling van door straling veroorzaakte toxiciteiten op veel verschillende organen met behoud van een goed antitumoreffect, heeft geen enkele studie zich gericht op het gebruik ervan voor de behandeling van borstkanker. De preklinische gegevens verkregen uit dit project zijn essentieel om een veilige en effectieve overdracht van FLASH-RT naar klinische borst kankerpraktijk bij het Iridium Kankernetwerk en Universiteit Antwerpen. Recente studies hebben gesuggereerd dat de optimale FLASH het effect werd verkregen met blootstellingen met een enkelvoudige dosis en met hypo-gefractioneerde regimes (Bourhis 2019; Montay-Gruel 2020). Deze is compatibel met IOeRT bij zowel gedeeltelijke als volledige borstbestraling, omdat dit routinematig de levering van een enkele hoge dosis straling (21 Gy voor gedeeltelijke bestraling van de borst bij patiënten met een laag risico; 9 Gy voor een boost gecombineerd met borstbestraling bij risicopatiënten.Onderzoeker(s)
- Promotor: Meijnders Paul
- Co-promotor: Wouters An
Onderzoeksgroep(en)
Project website
Project type(s)
- Onderzoeksproject