Nieuwe MRI-techniek brengt resistente tumorcellen in beeld

Britse onderzoekers hebben een MRI-techniek ontwikkeld die zichtbaar maakt welke delen van een tumor minder gevoelig zijn voor bestraling. De methode moet helpen bepalen welke patiënten met HPV-positieve keelkanker met een lagere stralingsdosis behandeld kunnen worden. Daarmee kunnen mogelijk langdurige bijwerkingen worden beperkt. Of de aanpak even effectief en veilig is als de huidige behandeling, moet nog worden onderzocht.

De ontwikkeling is afkomstig van The Institute of Cancer Research (ICR) in Londen, in samenwerking met University College London en de University of Manchester. De onderzoekers richten zich op HPV-positieve orofarynxkanker, een vorm van hoofd-halskanker waarbij tumoren ontstaan in het gebied achter in de mond en keel.

Ongeveer 70 procent van de patiënten met hoofd-halskanker krijgt radiotherapie. Hoewel bestraling een belangrijk onderdeel van de behandeling vormt, kan deze langdurige bijwerkingen veroorzaken, waaronder slikproblemen, een droge mond, smaakveranderingen en aanhoudende vermoeidheid. Meer dan de helft van de patiënten ondervindt volgens de onderzoekers aanzienlijke langetermijngevolgen.

Zuurstofarme tumorcellen zichtbaar maken

De nieuwe techniek, HYPOXiMAP, maakt gebruik van geavanceerde MRI-beeldvorming om verschillen in zuurstofvoorziening binnen tumoren in kaart te brengen. Zuurstofarme gebieden, ook wel hypoxische gebieden genoemd, zijn doorgaans minder gevoelig voor radiotherapie. De MRI-beelden worden vertaald naar een kleurenkaart. Blauwe gebieden wijzen op zuurstofarm tumorweefsel, terwijl gele gebieden relatief goed doorbloed en zuurstofrijk weefsel aangeven. Dat laatste reageert doorgaans beter op bestraling.

Door deze verschillen zichtbaar te maken, kunnen onderzoekers beoordelen hoe de zuurstofvoorziening binnen een tumor is verdeeld. Ook kunnen veranderingen tijdens een bestralingsbehandeling worden gevolgd. Het verband tussen zuurstofgebrek en verminderde gevoeligheid voor bestraling is al tientallen jaren bekend. De uitdaging ligt vooral in het betrouwbaar meten van deze verschillen bij individuele patiënten en het vertalen daarvan naar behandelbeslissingen.

Minder intensieve behandeling

Bij patiënten met HPV-positieve keelkanker wordt onderzocht of een lagere stralingsdosis mogelijk is wanneer tumoren weinig zuurstofarme gebieden bevatten. Amerikaanse studies hebben eerder aangetoond dat gespecialiseerde PET-scans kunnen helpen bij het identificeren van patiënten die mogelijk in aanmerking komen voor dosisverlaging. Deze onderzoeken zijn echter kostbaar en de benodigde apparatuur is slechts beperkt beschikbaar.

HYPOXiMAP gebruikt MRI-scanners, die al op grote schaal aanwezig zijn in ziekenhuizen. Dat kan de techniek toegankelijker maken voor toekomstig klinisch onderzoek. De Britse onderzoekers hebben aangetoond dat de methode onderscheid kan maken tussen zuurstofrijke en zuurstofarme HPV-positieve keeltumoren. Ook kunnen zij veranderingen in de zuurstofvoorziening tijdens radiotherapie volgen.

Of deze informatie daadwerkelijk kan worden gebruikt om de bestralingsdosis veilig te verlagen, moet nog worden vastgesteld. De huidige resultaten tonen nog niet aan dat patiënten met minder bestraling dezelfde behandeluitkomsten bereiken.

AI en onderzoek

Cancer Research UK heeft 1,63 miljoen Britse pond beschikbaar gesteld voor de verdere ontwikkeling van HYPOXiMAP. Het vierjarige onderzoeksprogramma moet de techniek voorbereiden op toepassing in grootschalige klinische studies. Een belangrijk onderdeel is de inzet van kunstmatige intelligentie om de analyse van MRI-beelden sneller, nauwkeuriger en consistenter te maken. Daarnaast komt er een prospectieve studie in meerdere ziekenhuizen, onder begeleiding van de Clinical Trials and Statistics Unit van het ICR.

Daarin onderzoeken wetenschappers of HYPOXiMAP vergelijkbare resultaten oplevert bij verschillende MRI-scanners en zorginstellingen. Die reproduceerbaarheid is noodzakelijk voordat de methode breder kan worden onderzocht als hulpmiddel bij behandelkeuzes.

Gepersonaliseerde radiotherapie

Volgens onderzoeksleider James O'Connor, hoogleraar kwantitatieve biomedische beeldvorming bij het ICR en radiologie aan de University of Manchester, is HYPOXiMAP het resultaat van vijftien jaar onderzoek. De onderzoekers willen uiteindelijk de intensiteit van radiotherapie beter kunnen afstemmen op de eigenschappen van individuele tumoren. Op langere termijn zou zuurstofgevoelige beeldvorming mogelijk ook kunnen helpen bij het selecteren van patiënten voor bepaalde vormen van immunotherapie, omdat zuurstofarme tumoren minder gevoelig kunnen zijn voor immuuncheckpointremmers.

Voorlopig blijft HYPOXiMAP een onderzoekstechnologie. De volgende stap is aantonen dat de MRI-metingen betrouwbaar genoeg zijn om in klinische studies te onderzoeken of aangepaste bestraling daadwerkelijk veilig en effectief is.

MRI-innovatie

Begin dit jaar berichtten wij over een andere bijzondere MRI-innovatie waarbij onderzoekers van het Duitse Max Delbrück Center een MRI-antenne ontwikkelden die de beeldkwaliteit kan verbeteren en scantijden verkorten, zonder datdaarvoor bestaande MRI-systemen aangepast moeten worden. De technologie maakt gebruik van metamaterialen die radiosignalen gerichter sturen en versterken. Hierdoor kunnen moeilijk bereikbare anatomische structuren scherper in beeld worden gebracht.

De antenne werd succesvol getest bij vrijwilligers met 7 Tesla-MRI-scans van het oog en de oogkas. Volgens de onderzoekers biedt de compacte, lichte antenne ook mogelijkheden voor beeldvorming van andere organen, zoals hart en nieren. Daarnaast kan de technologie bijdragen aan het beperken van ongewenste opwarming rond implantaten en aan MRI-geleide behandelingen. Vervolgonderzoek in meerdere ziekenhuizen moet de klinische toepasbaarheid verder aantonen.