Towards improvement of preclinical glioblastoma management: detection, therapy and assessment of response using magnetic resonance techniques.

Resum

El Glioblastoma (GB) es el tumor primario agresivo más común, con mal pronóstico y sin cura actualmente. Aunque se aplique tratamiento agresivo (quimioterapia con Temozolamida, TMZ, y radioterapia) generalmente hay recidiva. Esta tesis se ha centrado en la mejora del diagnóstico, seguimiento de la respuesta a terapia y manejo del GB con técnicas de resonancia magnética (RM) (Imagen por Resonancia Magnética/IRM e Imagen Espectroscópica por Resonancia Magnética/IERM), utilizando el modelo preclínico de GB GL261. Los agentes de contraste (AC) utilizados para diagnóstico de GB están basados en Gadolinio (Gd), que no está exento de riesgo en caso de patología renal. La mayoría de sus efectos se aprecian en IRM T1, aunque estudios recientes señalan las ventajas de ACs del tipo dual (T1-T2). En esta tesis, un conjunto de AC noveles se ha evaluado en colaboración con el ICN2 (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia) mediante una aproximación experimental ex vivo para seleccionar el mejor agente para estudios dinámicos de contraste in vivo. Las imágenes de algebra “dual enhancement” resaltan las propiedades duales de los CA estudiados. Se seleccionó un agente basado en hierro, resultando seguro en estudios de tolerabilidad y mostrando contraste en T1 y T2 in vivo en un período de tiempo corto. Ello permite obtener los dos tipos de información en la misma exploración, lo que conlleva un claro interés translacional. Después del diagnóstico, los GB deben ser tratados y uno de los desafíos de la clínica es el seguimiento de la respuesta. En esta tesis se ha optimizado un análisis volumétrico IERM (tipo 3D) que ha sido aplicado a tumores GL261 controles y tratados con TMZ. Luego, se han generado imágenes nosológicas a partir del análisis semi-supervisado de reconocimiento de patrones, clasificando los tejidos como en respuesta, no respuesta y normal. Hemos establecido el parámetro TRI (del inglés Tumour Responding Index), permitiendo una categorización del nivel de respuesta a partir del porcentaje de tejido respondedor. Los sujetos se han estratificado en categorías arbitrarias: respuesta baja (low response, LR), intermedia (intermediate response, IR) y alta (high response, HR). Estudios histopatológicos confirmaron una relación inversa entre TRI y proliferación Ki67, utilizando células/mm2 en lugar de porcentaje debido a diferencias en morfología/volumen celular. El TRI ha presentado oscilaciones con frecuencia de 6-7 días, en contraposición con el volumen tumoral. Dicha oscilación podría corresponder a la presencia/activación del sistema inmune en la respuesta a la terapia, lo que concuerda con hallazgos histopatológicos de linfocitos infiltrando el tejido respondedor. El potencial de nanopartículas de oro (NP) para hipertermia se ha investigado como tratamiento alternativo para el GB. Para ello, se ha puesto a punto el equipo para irradiación láser (NIR, Near infrared irradiation) dentro del escáner RM, para experimentos ex vivo/in vivo con ratones wt y con tumores GL261. Se han estudiado Nanopartículas de oro huecas y Nanorods obteniéndose resultados discretos en cuanto a calentamiento diferencial. Nanopartículas de oro huecas con PEG no han afectado la viabilidad de células GL261 en cultivo y se han internalizado por un 30% de estas células. A resultas de este estudio, se han formulado una serie de advertencias en relación a la hipertermia: es necesario mejorar la tolerabilidad disminuyendo los valores de endotoxina en las NP; es necesario evitar la subida abrupta de la temperatura cerebral; hay riesgos en la irradiación NIR dentro del escáner y hace falta un sistema de seguridad para evitar incendios; los modelos ortotópicos de tumores cerebrales conllevan desafíos para la consecución de estos estudios, tanto por la necesidad de acúmulo de NP en dichos tumores, como por la disipación de NIR antes de alcanzar la parte interna del cerebro.

Data del Ajut	4 de juny 2016
Idioma original	Anglès
Supervisor	Carles Arus Caralto (Director/a) & Ana Paula Candiota Silveira (Tutor/a)