Radiotherapie geïnduceerde hersenschade afgebeeld met geavanceerde MRI en PET, een pilot

Radiotherapie geïnduceerde hersenschade kan zich klinisch uiten als cognitieve
achteruitgang. Het wordt beschouwd als irreversibel in de chronische fase met
hierdoor impact op de kwaliteit van leven van patiënten. Het vermoedelijk
onderliggende mechanisme van cognitieve schade is complex en wordt
waarschijnlijk mede veroorzaakt door vroege microvasculaire schade door
verstoringen van de bloedflow. Daarnaast spelt een gestoorde bloed-hersen
barrière, oligodendrocyten disfunctie, astrocyten disfunctie, vertraagde
neurogenese, inflammatie, neurodegeneratie en microanatomische afwijkingen een
rol met hierdoor ontstaan van neuronale disfunctie. Cognitieve schade ontstaat
maanden tot jaren na radiotherapie. Tot op heden is er geen gevalideerde
imaging tool om het risico op acute en/of chronische schade veroorzaak door
radiotherapie te evalueren. Dit is met name van toepassing voor de gebieden die
relatief lage niet therapeutische dosis ontvangen. Een biomarker voor
radiotherapie schade is echter nodig om de mogelijkheid te creëren behandeling
te optimaliseren tijdens of voorafgaand aan de behandeling. Meerdere MRI
technieken zoals Susceptibility Weighted Imaging (SWI), Quantitative
Susceptibility Mapping (QSM), vessel architectural imaging (VAI), Arterial Spin
Labelling (ASL), Synthetic MRI (synMRI) en Diffusion Kurtosis Imaging (DKI)
hebben laten zien mogelijk microvasculaire veranderingen en witte stof schade
te kunnen visualiseren. Daarnaast kunnen metabole veranderingen,
neuroinflammatie en neurodegeneratie bekeken worden met respectievelijk
[18F]FDG PET, [11C]UCB-J PET en [11C]PK11195 PET. Dus, in deze pilot studie
willen we kijken naar verschillende aspecten van radiotherapie schade inclusief
het effect op microvasculaire schade, bloed-hersen barrière en witte stof
veranderingen. We hypothetiseren dat de combinatie van de imaging modaliteiten
(MRI en PET) met daarnaast geavanceerde post-processing het begrip verhoogd van
heht onderstaan van in vivo veranderingen door radiotherapie, reeds in een
vroeg stadium. We hypothetiseren ook dat cognitieve uitkomst voorspeld wordt
door de vroege detectie van veranderingen (of juist het gebrek daaraan).

Primaire doel: Is de detective van vroege microvasculaire schade, witte stof
veranderingen al vroeg zichtbaar tijdens radiotherapie door het combineren van
vernieuwende MRI en PET technieken en post-processing methoden in patiënten met
hoofd-hals tumoren?
Secondaire doel: Is er een associatie tussen vroege hersentherapie schade
zichtbaar op MRI en PET en later optredende hersenschade op MRI en PET of
neurocognitie in patiënten behandeld met radiotherapie voor hoofd-hals schade?
Hebben patiënten die proton therapie hebben ontvangen minder hersenschade dan
patiënten met foton radiotherapie?

Observationele pilot studie.

Proefpersonen ondergaan de standaard klinische diagnostische en therapeutische
procedures waarvan data gebruikt wordt voor de studie. In totaal ondergaan ze:
3 neurocognitieve testen; 1 klinisch geplande MRI met intraveneus contrast met
toegevoegd enkele research sequenties (scan tijd toename met 20 min (totale
scan time 55 minutes); 4 extra research MRI scans met intraveneus contrast met
alleen de research sequenties (20 minutes).
Één groep (10 proton en 10 foton patiënten) ondergaan daarnaast 2 extra FDG-PET
scans bovenop de standaard klinische PET scans. Een tweede groep (10 proton en
10 foton patiënten) ondergaan 3 extra [11C]UCB-J PET en [11C]PK11195 PET scans.
In totaal heeft de studie 5 meetmomenten:
- baseline binnen 2 weken voor de start van de radiotherapie
(klinische-research bezoekmoment gecombineerd)
- 2 weken na de start van de radiotherapie (research bezoekmoment)
- direct na het einde van de radiotherapie (research bezoekmoment)
- 3 maanden na het einde van de radiotherapie (klinische-research bezoekmoment
gecombineerd)
- 1 jaar na einde radiotherapie (klinische-research bezoekmoment gecombineerd)
De risico*s geassocieerd met de studie zijn relatief laag en ontstaan door de
standaard procedures van arteriele en venouse injecties voor de MRI en PET
scans. Dit kan zorgen voor een blauwe plek op de plaats van prikken. Volgens de
*International Commission on Radiological Protection (ICRP62)* is de radiatie
bloodstelling voor groep 1 7,8 mSv en voor groep 2 15,8 mSv, in respectievelijk
categorie 2b en 3. Gezien de daarbij te ontvanngen therapeutische bestraling in
verband met de klnische behandeling is dit verwaarloosbaar.
De proefpersonen hebben geen direct voordeel van het meedoen aan de studie,
maar dragen bij aan het beter begrijpen van hersenschade na proton en foton
radiotherapie. Dit kan uiteindelijk leiden tot nieuwe studies die zorgen voor
een betere diagnose en nieuwe behandelstrategieën voor deze patiëntengroep. *