Neue Publikation von Vaupel et al. in Cancers über die Vielzahl von Mechanismen, die für die Verbesserung der Tumor-Oxygenierung als entscheidender strahlensensibilisierender Parameter bei der Hyperthermie verantwortlich sind
Lokoregionäre Hyperthermie (HT) im Temperaturbereich von 39–42°C kann die Effektivität der Strahlentherapie steigern und ermöglicht dadurch in spezifischen klinischen Situationen eine Reduzierung der Gesamt-Bestrahlungsdosis und Toxizität. Eine der grundlegenden strahlen-sensibilisierenden Wirkungen der Hyperthermie ist die verbesserte Tumor-Oxygenierung, die in erster Linie auf einer gesteigerten/verbesserten Mikrozirkulation des Tumorgewebes beruht. Die aktuelle Publikation fasst die diesbezüglichen relevanten Daten zusammen und diskutiert weitere zugrundeliegende biologische Mechanismen, unterteilt in
- kurzfristige Effekte, die eindeutig im Vordergrund stehen: (a) Erweiterungen der vom Tumor übernommenen, ortsständigen Wirts-Gefäße und von vorgeschalteten Gefäßen im gesunden Nachbar- Gewebe, (b) Verbesserung der Fließeigenschaften des Blutes unter HT, (c) die Steigerung der O2-Freisetzung aus den roten Blutkörperchen aufgrund einer Rechtsverlagerung der HbO2-Bindungskurve bei HT per se und wegen der Verstärkung der Tumorazidose, d.h. pH-Absenkung, (d) eine gesteigerte O2-Ausschöpfung (Extraktion) des Blutes sowie (e) die Verbesserung der Sauerstoff-Diffusionseigenschaften im Tumorgewebe
und
- mittelfristige Effekte: Durchblutungssteigerung durch (a) Senkung des Gewebedrucks im Interstitium der Tumoren und wahrscheinlich auch durch (b) VEGF-vermittelte Gefäßneubildung in den Tumoren. Eine deutliche Verbesserung der Tumor-Oxygenierung aufgrund einer HT-bedingten, fraglichen Verminderung der Atmungsaktivität der Tumorzellen halten die Autoren für wenig wahrscheinlich.
Es ist zu vermuten, dass die Hyperthermie-induzierte Verbesserung der Oxygenierung des Tumor-Mikromilieus auch die Effektivität von (a) Anti-Tumor-Immunantworten und (b) Sauerstoff-abhängigen Chemotherapeutika erhöht.
Download der Open-access-Publikation:
Vaupel P, Piazena H, Notter M, Thomsen AR, Grosu AL, Scholkmann F, Pockley AG, Multhoff G. From localized mild hyperthermia to improved tumor oxygenation: Physiological mechanisms critically involved in oncologic thermo-radio-immunotherapy. Cancers 2023, 15, 1394. https://doi.org/10.3390/cancers15051394
Die Schlussfolgerungen der Publikation unterstützen eindeutig die Reihenfolge und das Timing der kombinierten Thermographie-kontrollierten wIRA-Oberflächenhyperthermie wie durch Notter et al. (2017, 2020, 2021) vorgeschlagen: Hyperthermie unmittelbar vor der (Re-)Bestrahlung mit einem möglichst kurzen Zeitabstand (< 5 Minuten).