Τεχνητή νοημοσύνη: η επόμενη μέρα στην Ακτινοθεραπεία

Παρά την αξιοσημείωτη πρόοδο στην κατανόηση του καρκίνου και στη θεραπεία του, η αυξανόμενη συχνότητά του καθιστά πρόκληση την κλινική διαχείρισή του στον 21^ο αιώνα. Ακτινοθεραπεία, χειρουργική επέμβαση, χημειοθεραπεία, ορμονοθεραπεία, μοριακά στοχευμένες θεραπείες και ανοσοθεραπεία, αποτελούν τους βασικούς πυλώνες αντιμετώπισής του.

Ο ρόλος της ακτινοθεραπείας καθοριστικός. Πάνω από το 60% των ασθενών λαμβάνουν ακτινοβολία με τη μορφή οριστικής, επικουρικής ή παρηγορητικής θεραπείας ενώ εκτιμάται ότι συμβάλλει στο 40% της θεραπείας της νόσου. Η αλματώδης πρόοδος στις τεχνικές της ακτινοθεραπείας αύξησε την επιβίωση και μείωσε τις παρενέργειες των ογκολογικών θεραπειών. Νέες τεχνικές απεικόνισης, σύγχρονα μηχανήματα ακτινοθεραπείας και βελτιωμένη κατανόηση της ραδιοβιολογίας της ακτινοθεραπείας, τη στόχευση του καρκινικού όγκου με μεγαλύτερη ακρίβεια, προσφέροντας βέλτιστα αποτελέσματα.

Η μεγαλύτερη κατανόηση της ανθρώπινης βιολογίας σε μοριακό και γενετικό επίπεδο καλλιεργεί προσδοκίες για μία νέα «χρυσή εποχή» θεραπείας του καρκίνου. Εξατομικευμένες θεραπείες με φάρμακα στοχεύουν συγκεκριμένους καρκινικούς δείκτες ή εκπαιδεύουν εκ νέου το ανοσοποιητικό γιατί έχει πλέον κατανοηθεί ότι κάθε όγκος έχει μοναδική υπογραφή. Η επιτυχής χαρτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος αλλάζει δραματικά τα δεδομένα στη θεραπεία του καρκίνου.

Ακρίβεια στη στόχευση -ασφάλεια στη θεραπεία

Η ακτινοθεραπεία αξιοποίησε τις εξελίξεις στον τομέα της απεικόνισης (CT, MR,PET-CT) αποκομίζοντας έγκυρες πληροφορίες που προσφέρουν μεγαλύτερη ακρίβεια του όγκου/στόχου. Προσθέσαμε την τέταρτη διάσταση στο σχεδιασμό και στην εφαρμογή της θεραπείας και πλέον αποκτήσαμε κοινή γλώσσα και σαφείς οδηγίες (Consensusguidelines) που εφαρμόζονται ρομποτικά. Τα μηχανήματα εκτελούν πλέον τις χρονοβόρες εργασίες και ο ογκολόγος/ακτινοθεραπευτής επικεντρώνεται στη μελέτη των αναγκών του ασθενή με βάση τις απεικονιστικές εξετάσεις προκειμένου να σχεδιάσει με ακρίβεια και ασφάλεια τη θεραπεία του.

Η μελέτη του μοριακού προφίλ του όγκου με τη συμβολήτης Τεχνητής Νοημοσύνης προσφέρει πολλές και διαφορετικές θεραπευτικές δυνατότητες. Επέφερε για παράδειγμα αλλαγές στη θεραπεία του καρκίνο του μαστού με την εντατικοποίηση της θεραπείας που προσφέρει καλύτερα αποτελέσματα και βελτιώνει την ποιότητα ζωής των αποθεραπευμένων. Από τη ριζική μαστεκτομή οδηγηθήκαμε στην τροποποιημένη και τελικά στην μερική μαστεκτομή. Η ανακάλυψη του φρουρού λεμφαδένα οδήγησε στην αποφυγή του ριζικού καθαρισμού των μασχαλιαίων λεμφαδένων και στην επιλογή της τοπικής ακτινοθεραπείας. Είμαστε πλέον σε θέση να προσφέρουμε τηλειτουργική διατήρηση των οργάνων και αυτό είναι μία σημαντική κατάκτηση.

Η αυξανόμενη επιβίωση των ασθενών με καρκίνο έχει αυξήσει την αναγκαιότητα επανακτινοβόλησης, για την οποία αξιολογούμε τη συνολική δόση της προηγούμενης ακτινοβολίας, το χρονικό διάστημα από την πρώτη ακτινοθεραπεία και καθορίζουμε την αναμενόμενη δόση επανακτινοβόλησης, σε θεραπείες θεραπευτικές ή ανακουφιστικές. Στόχος, να εξισορροπήσουμε τον έλεγχο του όγκου και την αναμενόμενη τοξικότητα που σχετίζεται με τη θεραπεία. Διαθέτουμε πλέον διεθνή πρωτόκολλα με διαφορετικό αριθμό κλασμάτων, ημερών, ημερήσιας και συνολικής δόσης ακτινοθεραπείας, που καθορίζει την τεχνική που χρησιμοποιούμε ανάλογα με το μέγεθος του όγκου, τη θέση του στο σώμα αλλά και τη γειτνίασή του με ευαίσθητα όργανα. Η υποκλασματοποιημένη ακτινοθεραπεία κερδίζει συνεχώς έδαφος, διότι σε μικρότερο χρονικό διάστημα προσφέρει αποτελέσματα εφάμιλλα με την κλασσική θεραπεία διατηρώντας ωστόσο χαμηλές τις παρενέργειες.

Η στερεοτακτική ακτινοθεραπεία (SBRT) ενδείκνυται για τον πρώιμο καρκίνο του πνεύμονα, τον καρκίνο του παγκρέατος, εγκεφάλου και τη μεταστατική νόσο. Προσφέρει σύντομη θεραπεία και υψηλή στόχευση σε μικρής έκτασης όγκους, με ευνοϊκό προφίλ παρενεργειών. Στοίχημά μας είναι η παροχή υψηλότερων θεραπευτικών δόσεων ακτινοθεραπείας με χαμηλότερες παρενέργειες. Η εξαιρετικά υψηλού ρυθμού δόσης ακτινοθεραπεία (FLASH) έχει καλλιεργήσει προσδοκίες αν και απαιτείται περαιτέρω μελέτη των δεδομένων. Ότανη ακτινοθεραπεία χορηγείται σε εξαιρετικά υψηλές δόσεις (>40 Gy/s) σε λιγότερο από 1 δευτερόλεπτο, έχει παρατηρηθεί ελάχιστη επιβλαβής επίδραση στον υγιή ιστό. Να σημειώσω ότι η συμβατική ακτινοθεραπεία χορηγείται συνήθως με δόσεις περίπου 0·03 Gy/s, σε διάστημα 2–7 λεπτών. Επομένως, η διάγνωση και θεραπεία σε μια συνεδρία είναι προ των πυλών, με την παροχή εξατομικευμένης φροντίδας με τη συμβολή της τεχνητής νοημοσύνης.

Το στοίχημα της τεχνητής νοημοσύνης

Η τεχνητή νοημοσύνη επιτρέπει την επεξεργασία μεγάλου όγκου πληροφοριών, δεδομένων και εικόνων που είναι αποθηκευμένες σε συστήματα πληροφοριών της ακτινοθεραπευτικής ογκολογίας, διαδικασία μηδιαχειρίσιμη για άτομα ή ομάδες. Επιτρέπει την επαναληπτική εφαρμογή πολύπλοκων εργασιών σε μεγάλο αριθμό δεδομένων (π.χ. σκιαγράφηση φυσιολογικών ιστών ή εύρεση βέλτιστων λύσεων προγραμματισμού) και μπορεί να υποστηρίξει διάφορους τομείς της ακτινοθεραπείας. Τα εργαλεία της χρησιμοποιούνται πλέον στην καθημερινότητα της  ακτινοθεραπείας κυρίως για την τμηματοποίηση των εικόνων, τη δημιουργία συνθετικών υβριδικών εικόνων αλλά και την πρόβλεψη αποτελεσμάτων. Οι τρέχουσες μέθοδοι που βασίζονται στην τεχνητή νοημοσύνη επιλύουν κλινικά προβλήματα και διασφαλίζουν υψηλής ποιότητας φροντίδα. Παρόλα αυτά πιθανά ηθικά, νομικά ή εμπόδια δεξιοτήτων μπορεί να καθυστερήσουν την ολοκληρωμένη εφαρμογή της τεχνητής νοημοσύνης στην κλινική πρακτική: απαιτείται διαρκής εκπαίδευση στη νέα τεχνολογία.

Ανοσοθεραπεία και Ακτινοθεραπεία: μία νέα πολλά υποσχόμενη σχέση

Η ανοσοθεραπεία έφερε μια νέα εποχή στον χώρο της ογκολογίας. Διαφορετικά φάρμακα ενεργοποιούν διαφορετικά μονοπάτια του ανοσοποιητικού, με την ακτινοθεραπεία να αποκτά νέο ενδιαφέρον πεδίο δράσης στην ογκολογική πράξη. Η ογκολογική θεραπεία είναι μια διεπιστημονική προσπάθεια και η ακτινοθεραπεία διαδραματίζει βασικό ρόλο σε όλο το φάσμα της νόσου. Μένει να διερευνήσουμε περαιτέρω τις δυνατότητές της, καθώς είναι πλέον ξεκάθαρο ότι δεν δίνει εξαιρετικά αποτελέσματα μόνο σε τοπικό επίπεδο. Ήδη η επιστημονική βιβλιογραφία φιλοξενεί πολλές αναφορές που περιγράφουν ανταπόκριση του όγκου εκτός του πεδίου θεραπείας της ακτινοβολίας, φαινόμενο γνωστό ως abscopaleffect.

Η ανοσοθεραπεία έχει αποδειχθεί πολλά υποσχόμενη θεραπεία της μεταστατικής νόσου καθώς προσφέρει συνολικό όφελος επιβίωσης σε προχωρημένο, υποτροπιάζον ή μεταστατικό μελάνωμα, στον ΜΜΚΠ και στον καρκίνο νεφρικών κυττάρων, με ευνοϊκό προφίλ τοξικότητας. Συνεργατικά ακτινοβολία και ανοσοθεραπεία εκτιμάται ότι προσφέρουν τη δυνατότητα εξάλειψης της μεταστατικής νόσου, μείωση του χρόνου υποτροπής και βελτίωση της συνολικής επιβίωσης. Μείζονα εμπόδια στα θετικά αποτελέσματα είναι το υψηλό φορτίο όγκου, η ενδοογκική ετερογένεια και η αρνητική επίδραση του στρώματος του όγκου.

Η είσοδος της ανοσοθεραπείας στη θεραπεία του καρκίνου έστρεψε το ενδιαφέρον στην ανοσοτροποποιητική δράση της ΑΚΘ. Αν και χρησιμοποιείται στη θεραπεία του καρκίνου για την κυτταροτοξική της δράση που συρρικνώνει ή και εξαφανίζει πλήρως τον όγκο, διαπιστώθηκε ότι επιφέρει και ανοσοκαταστολή: το 1973 πραγματοποιήθηκε η πρώτη δημοσίευση. Η ανοσοδιέγερση επιτυγχάνεται όταν απελευθερώνονται αντίγονα του όγκου μετά τον θάνατο των κυττάρων. Σε μια συστηματική ανασκόπηση ασθενών με εγκεφαλικές μεταστάσεις από μελάνωμα και καρκίνο του πνεύμονα, διαπιστώθηκε ότι οι ασθενείς  που υποβλήθηκαν πριν ή ταυτόχρονα με την ανοσοθεραπεία σε ΑΚΘ είχαν καλύτερα αποτελέσματα και καλύτερη συνολική επιβίωση από τους μη ακτινοβολημένους. Οι μηχανισμοί της συνεργατικής δράσης τους μένει να διευκρινιστούν πλήρως αν και εκτιμάται ότι η δυναμική τους περιορίζει την ικανότητα διασποράς των όγκων σε απομακρυσμένα σημεία, αλλάζοντας τους κανόνες του παιχνιδιού στη θεραπεία του καρκίνου.

Ολοκληρώνοντας θα ήθελα να επισημάνω την αναγκαιότητα της δια βίου εκπαίδευσης των επιστημόνων που εμπλέκονται με τη φροντίδα του ογκολογικού ασθενή αλλά και την υπεύθυνη ενημέρωση των ασθενών με ενσυναίσθηση με παράλληλή σωματική, κοινωνική ψυχολογική φροντίδα τους, στο πλαίσιο μιας ολοκληρωμένης μεταθεραπευτικής παρακολούθησης, με την ανάπτυξη της τριτογενούς πρόληψης.

Δρ Δέσποινα Κατσώχη

Ακτινοθεραπευτής – Ογκολόγος

Πρόεδρος ΑΚΟΣ

Tel.:+30 210 6867832

Mob.: +30 6932580653

Email : dkatsochi@aktinotherapeia.com

Web : www.aktinotherapeia.com

Blog: www.akoslife.com

Βιβλιογραφία

1. Recent Applications of Artificial Intelligence in Radiotherapy: Where We Are and Beyond, M. Santoro, S. Strolin et al. Appl. Sci. 2022
2. Radiotherapy combined with immunotherapy: the dawn of cancer treatment Review Article Open access Zhang, X. Liu et al. 2022
3. Automation and artificial intelligence in radiation therapy treatment planning S. Jones et al J Med Radiat Sci 2023
4. Using Artificial Intelligence to Improve the Quality and Safety of Radiation Therapy M. Pillai et al. J Am Coll Radiol 2019
5. Winter is over: The use of Artificial Intelligence to individualise radiation therapy for breast cancer Philip M.P. Poortmans et al. The Breast 49, 2020
6. Artificial intelligence based treatment planning of radiotherapy for locally advanced breast cancer Sande et al. Physics and Imaging in Radiation Oncology 20, 2021
7. A model for decision making for the use of radiotherapy in lung cancer Geoff Delaney et al. Lancet Oncol 2003
8. Empowering patients in decision-making in radiation oncology – can we do better? M. Leech Molecular Oncology 14, 2020
9. Combination of radiotherapy and immunotherapy for brain metastases: A systematic review and meta-analysis F. Petrelli et al. Critical Reviews in Oncology / Hematology 144, 2019
10. Combining Radiotherapy and Cancer Immunotherapy: A Paradigm Shift Silvia C. Formenti et al. Advance Access publication January 4, 2013
11. Combining radiotherapy with immunotherapy: the past, the present and the future E. Limbergen et al. Br J Radiol 90, 2017
12. Immunologic Correlates of the AbscopalEffect in a Patient with Melanoma Postow et al. N Engl J Med 2012
13. Improved Survival with Ipilimumab in Patientswith Metastatic Melanoma S. Hodi et al. N Engl J Med 19, 2010
14. Immunologic Correlates of the AbscopalEffect in a Patient with Melanoma Michael A. Postow N Engl J Med 2012