FLASH Bragg-Peak Irradiation With a Therapeutic Carbon Ion Beam: First In Vivo Results

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Walter Tinganelli - , GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (Autor:in)
  • Anggraeini Puspitasari-Kokko - , Holland Particle Therapy Centre (Autor:in)
  • Olga Sokol - , GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (Autor:in)
  • Alexander Helm - , GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (Autor:in)
  • Palma Simoniello - , University of Naples Parthenope (Autor:in)
  • Christoph Schuy - , GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (Autor:in)
  • Sylvie Lerchl - , GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (Autor:in)
  • Denise Eckert - , GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (Autor:in)
  • Julius Oppermann - , GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (Autor:in)
  • Anna Rehm - , Justus-Liebig-Universität Gießen (Autor:in)
  • Stefan Janssen - , Justus-Liebig-Universität Gießen (Autor:in)
  • Denise Engel - , Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) e.V. (Autor:in)
  • Ralf Moeller - , Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) e.V. (Autor:in)
  • Rossana Romano - , University of Naples Parthenope (Autor:in)
  • Felix Horst - , Technische Universität Dresden, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), OncoRay - Nationales Zentrum für Strahlenforschung in der Onkologie (Autor:in)
  • Daria Boscolo - , GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (Autor:in)
  • Claudia Fournier - , GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (Autor:in)
  • Marco Durante - , GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Technische Universität Darmstadt, Università degli Studi di Napoli Federico II (Autor:in)
  • Uli Weber - , GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Technische Hochschule Mittelhessen (Autor:in)

Abstract

Purpose: In recent years, ultra-high dose rate (UHDR) irradiation has emerged as a promising innovative approach to cancer treatment. Characteristic feature of this regimen, commonly referred to as FLASH effect, demonstrated primarily for electrons, photons, or protons, is the improved normal tissue sparing, whereas the tumor control is similar to the one of the conventional dose-rate (CDR) treatments. The FLASH mechanism is, however, unknown. One major question is whether this effect is maintained when using densely ionizing (high-LET) heavy nuclei. Methods Materials: Here, we report the effects of 20 Gy UHDR heavy ion irradiation in clinically relevant conditions, ie, at high-LET in the spread-out Bragg peak of a 12C beam using an osteosarcoma mouse model. Results: We show that UHDR irradiation was less toxic in the normal tissue compared with CDR while maintaining tumor control. The immune activation was also comparable in UHDR and CDR groups. Both UHDR and CDR exposures steered the metagenome toward a balanced state. Conclusions: These results suggest that the UHDR irradiations can improve the safety and effectiveness of heavy ion therapy, and provide a crucial benchmark for current mechanistic FLASH models. However, additional experiments are needed to validate these findings across other animal and tumor models.

Details

OriginalspracheEnglisch
Seiten (von - bis)1282-1292
Seitenumfang11
FachzeitschriftInternational Journal of Radiation Oncology Biology Physics
Jahrgang121
Ausgabenummer5
Frühes Online-Datum26 Nov. 2024
PublikationsstatusVeröffentlicht - 1 Apr. 2025
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

PubMed 39608612