De impact van radiotherapie op het menselijk connectoom en neurocognitiveve uitcomst in pediatrische hersentumorpatiënten: op weg naar neurobeeldvorminggestuurde optimalisatie van behandeling

Het is bekend dat craniale bestraling leidt tot neurocognitieve achteruitgang op lange termijn bij pediatrische hersentumorpatiënten. Hoewel stralingsgeïnduceerde neurotoxische mechanismes worden verondersteld, zijn de pathofysiologie en de omvang van neurologische schade slecht begrepen. Gezien de snelle evolutie van innovatieve behandelingen is een goede schatting van de omvang en de dosisafhankelijkheid van neurale schade bij craniale radiotherapie noodzakelijk om behandeling van hersentumoren te optimaliseren. Vanaf 2020 zal protonenstraaltherapie (PBT) beschikbaar zijn in België voor pediatrische hersentumorpatiënten. Vroegdetectie van vertraging in neurologische ontwikkeling zal een cruciale rol spelen voor de opvolging en optimalisatie van de impact van deze technologie. Hiervoor zijn geavanceerde neurobeeldvormingstechnieken nuttig gezien deze kwantificatie van wijzigingen in neuroanatomie alsook functionele uitkomst toelaten. In multimodale MRI-neurobeeldvormingsstudies worden anatomische en functionele hersenalteraties gemeld na fotonen (X-straal) radiotherapie (XRT). Momenteel zijn zulke mogelijke neveneffecten van PBT onvoldoende bestudeerd. PBT maakt gebruik van de fysische eigenschappen van protonen om nauwkeuriger te richten op de tumor, wat resulteert in een vermindering in secundaire (scatter) straling en dus ook in schade aan gezonde weefsel. PBT lijkt dus veelbelovend voor het verbeteren van de behandeling en tegelijkertijd het verminderen van de impact op neurocognitief functioneren. Desondanks blijft PBT een relatief nieuwe modaliteit en onderzoek naar de omvang van geïnduceerde neurale wijzigingen en cognitieve achteruitgang ontbreekt. Verder moet, bij de optimalisatie van PBT planning, aandacht besteed worden aan het beperken van bestraling van specifieke hersenregio’s die van functioneel belang zijn. Het doel is het opsporen van neuropathologische mechanismes en kwetsbare hersenregio’s. Hiervoor worden state-of-the-art multimodale neurobeeldvormingsprotocollen gebruikt in één cross-sectionele survivor studie samen met één longitudinale follow-up studie van pediatrische hersentumorpatiënten (T1-weighted MRI, multishell diffusion MRI, resting state fMRI, FLAIR en SWI) in combinatie met neurocognitieve beoordelingen. Aan de hand van MRI-scans worden biomerkers afgeleid. Dosis-responsfuncties worden voor deze biomerkers onderzocht. Het hoofddoel van deze monocentrische studie is het verminderen van de neurotoxiciteit van PBT en het streven naar optimalisatie van de behandeling van pediatrische hersentumorpatiënten.