Gebruik van stamceltherapie voor hals- en hoofdkankers Vermijdt speekselklierbeschadiging veroorzaakt door radiotherapie

Ongeveer 40% van de mensen behandeld voor hoofd-halskanker ervaart de schrijnende nadelige effecten van het droge mond syndroom. Onderzoekers in Nederland hebben echter mogelijk een manier gevonden om te voorkomen dat de speekselklieren tijdens radiotherapie worden beschadigd.
De onderzoekers merken op dat deze bevinding wereldwijd de kwaliteit van leven van 500.000 mensen met hoofd-halskanker kan verbeteren.
Het team ontdekte dat de stamcellen die nodig waren voor het regenereren van de parotisklier (het grootste paar speekselklieren) zich voornamelijk in de belangrijkste kanalen van de klier bevonden. Volgens de onderzoekers kunnen deze cellen tijdens radiotherapie gemakkelijk worden vermeden of een minimale stralingsdosis worden toegediend.
Dr. Peter van Luijk, een onderzoeksmedewerker bij het Universitair Medisch Centrum Groningen, heeft uitgelegd:

"Dit zou de complicaties als gevolg van radiotherapie voor hoofd-halskanker aanzienlijk verminderen."

Bevindingen uit de studie werden gepresenteerd op de 31e conferentie van de European Society for Radiotherapy and Oncology (ESTRO31).
Het syndroom van droge mond is een aandoening waarbij er niet genoeg speeksel in de mond is. De aandoening kan optreden als de parotis niet meer goed functioneert na stralingsschade.
Symptomen van het droge mond syndroom zijn onder meer moeite met slapen, eten, tandbederf of verlies en slechte adem. Deze symptomen leiden tot een slechtere kwaliteit van leven en problemen met werken, evenals sociale isolatie.
Het merendeel van de behandelingen om de aandoening en de gevolgen ervan te behandelen, is onvoldoende en kan jaarlijks honderden of zelfs duizenden euro's per patiënt kosten.
Dr. van Luijk zei:

"Parotis klierdisfunctie na radiotherapie voor hoofd- en nekkanker was, en is nog steeds, een groot klinisch probleem.Tijdens radiotherapie zijn pogingen om het risico op deze complicatie te minimaliseren gericht op het verlagen van de gemiddelde dosis naar de speekselklier, in de veronderstelling dat het zou geen verschil maken waar in de klier de stralingsdosis was verlaagd.
Dit lijkt echter niet logisch volgens de anatomie van de speekselklier en in eerder werk ontdekten we dat verlaging van de dosis radiotherapie op sommige delen van de klier de parotideklier deed regenereren, terwijl een dosis voor andere delen dat niet deed.
Daarom hebben we besloten om de reden voor deze regionale verschillen te onderzoeken. We stelden de hypothese dat onze waarnemingen kunnen worden verklaard door een niet-uniforme verdeling van stamcellen die nodig is voor het behoud van de functie op lange termijn en die wordt beïnvloed door bestraling. "

Het team gebruikte eerst knaagdier- (muis & rat) modellen om de locatie van stamcellen en de effecten van radiotherapie op specifieke delen van de klier te onderzoeken. Vervolgens onderzochten ze parotis- en speekselklierweefsel van individuen die een halsdissectie ondergingen voor hoofd- en nekkanker.
In zowel de knaagdiermodellen als het menselijk weefsel, vond het team dat de stamcellen zich vooral in de belangrijkste kanalen van de parotisklier bevonden. Dr. van Luijk heeft uitgelegd:

"We hebben in vorige werk ontdekt dat deze stamcellen in staat zijn om een ??parotideklier te regenereren wanneer ze na bestraling zijn getransplanteerd."

Na het ontleden van de parotideklier van de rat en het kweken van verschillende delen van de klier in Petrischalen, vonden de onderzoekers dat een overvloedige concentratie van stamcellen zich in het midden van de klier bevonden waar de hoofdkanalen zich bevinden.
Het team stuurde vervolgens hoge precisie bestraling naar het midden van de klier in levende ratten en ontdekte dat het de speekselproductie aanzienlijk verminderde, in tegenstelling tot de minimale effecten die werden gezien na het bestralen van andere delen van de klier.
Dr. van Luijk zei:

"De positie van de stamcellen in ratten komt overeen met de cranio-ventrale uitbreiding van de klier bij de mens, waar het uitscheidingskanaal de klier verlaat aan de ventrale of naar buiten gerichte zijde. Dus ook al hebben de klieren verschillende vormen bij ratten en Mensen, de stamcellen bevinden zich in exact dezelfde anatomische structuur. "

Het team creëerde vervolgens een wiskundig model gebaseerd op de behandeling van 36 patiënten om hun theorie te testen. Met dit model konden ze de verwachte parotisklierfunctie schatten, afhankelijk van de stamceldosis.
Dr. van Luijk heeft uitgelegd:

"Een opwindende dosis voor de cranio-ventrale uitbreiding van de klier met de belangrijkste kanalen was het meest voorspellend voor schade aan de speekselproductie." Bovendien vonden we dat het mogelijk was om de dosis met ongeveer 50% te verlagen tot dit deel van de klier, zonder de gemiddelde dosis te verhogen tot de hele klier of de dosis naar andere kritieke structuren in het hoofd- en nekgebied en zonder afbreuk te doen aan een adequate doeldekking.
Met behulp van het wiskundige model schatten we dat met een dergelijke dosisverlaging geen van de patiënten een parotisklierdisfunctie zou hebben ontwikkeld. Dit is echter een hypothese die prospectief moet worden getest in een gerandomiseerde klinische studie door de parotideklierfunctie te vergelijken in een groep patiënten die met de huidige standaard worden behandeld tot een groep waarbij bovendien de dosis voor de stamcellen wordt geminimaliseerd met behulp van onze voorgestelde stamcel sparende techniek. Deze techniek zou alleen in radiotherapiecentra geïmplementeerd moeten worden als een dergelijke test aantoont dat er een voordeel is zoals voorspeld door ons onderzoek. "

Dr. van Luijk ging verder:

"Onze bevindingen kunnen gezien worden als een proof-of-principle dat opheldering van biologische mechanismen bij complicaties kan leiden tot de identificatie van kritische substructuren van organen, mogelijk leidend tot nieuwe mogelijkheden om schade aan normaal weefsel te verminderen. voor de parotisklier kan een dergelijke benadering ook van toepassing zijn op andere organen. "

Volgens het team is het gemakkelijk om de klier te vermijden tijdens radiotherapie.
Dr. van Luijk zei:

"Het stamcelgebied bevindt zich aan de kant van de klier die zich normaal het verst van het doelgebied bevindt dat de tumorcellen bevat. Aangezien alleen dit gebied een hoge stralingsdosis nodig heeft, vermijdt deze afstand het stamcelgebied gemakkelijker dan andere delen van de klier.
Op basis van onze resultaten veronderstellen we dat het sparen van de regio van de parotideklierstammen, die ongeveer € 100 extra manuren kost, de speekselklierdisfunctie effectief kan voorkomen. Hierdoor kunnen patiënten gemakkelijker hun normale leven leiden zonder afhankelijk te zijn van medische zorg en welzijn. "

Hij concludeerde:

"Misschien nog belangrijker is het feit dat kankerpatiënten productieve leden van de samenleving blijven, die een kostenbesparing realiseren die ver boven de medicatiekosten ligt, en uiteindelijk de kwaliteit van leven zal verbeteren van 500.000 patiënten die jaarlijks worden behandeld met radiotherapie voor hoofd- en nekkanker."

Professor Bradly G. Wouters, Ph.D., radiobioloog bij het Ontario Cancer Institute, Princess Margaret Hospital, Toronto, Canada, en voorzitter van de conferentie radiobiology track, zei:

"Dit is een opwindende klinische studie die een kritieke regio van de speekselklier heeft geïdentificeerd die stamcellen bevat die de klier kunnen regenereren en de functie behouden bij patiënten met hoofd- en nekkanker.
Met behulp van geavanceerde stralingstechnieken laten de onderzoekers zien dat het mogelijk is om deze regio te sparen en zo hogere therapeutische doses te leveren zonder de patiënt meer toxiciteit te geven. "
Geschreven door Grace Rattue