Bij veel vormen van kanker verbetert de effectiviteit van radio- en chemotherapie door hyperthermie: het gedurende een uur lokaal opwarmen van de tumor tot 39-44˚C. Hyperthermie zou nog effectiever kunnen worden als het lukt om overal in de tumor de temperatuur precies op 42-43˚C te krijgen. Met € 500.000 aan subsidie van KWF-Fight Cancer werken prof. dr. ir. Maurice Heemels (TU Eindhoven) en hyperthermiefysicus dr. ir. Maarten Paulides (Erasmus MC Kanker Instituut, Rotterdam) nu aan technieken om dit te bereiken.
CONTROL-2-ACT, zo heet het onderzoeksproject geleid door Maurice Heemels en Maarten Paulides. En dat zegt precies wat de onderzoekers willen bereiken: de temperatuur in de tumor nauwkeurig meten en aan de hand daarvan de opwarming bijsturen. “Sinds begin dit jaar behandelen wij patiënten met kanker in het bekkengebied – met name baarmoederhalskanker – met MR-gestuurde hyperthermie”, vertelt Paulides. “Patiënten liggen tijdens de hyperthermiebehandeling in een MRI-apparaat, zodat we van buitenaf de temperatuur in het lichaam kunnen meten.” Dat een MRI méér kan dan alleen de anatomie tot op zeer kleine schaal in beeld brengen, is niet bij iedereen bekend. “Je kunt er bijvoorbeeld de doorbloeding mee meten, de diffusie van water en dus ook de temperatuur. Als watermoleculen zich in een sterk magnetisch veld bevinden, gaan ze heel snel ronddraaien – dat is trouwens ook het effect waarop MRI gebaseerd is. Die draaiing is afhankelijk van de temperatuur. Bij een hogere temperatuur draaien de watermoleculen langzamer. Het is een klein effect, maar wel meetbaar.”
Temperatuuroptimum
Het MRI-apparaat dat de temperatuur in het lichaam kan meten, staat nu twee jaar in Rotterdam. “We hadden wat opstartproblemen, maar het is nu in gebruik”, zegt Paulides. “Het punt is alleen: we méten nu wel, maar we passen de behandeling er nog niet op aan. En dat is natuurlijk wel het doel: de warmteverdeling verbeteren.” Daarvoor werkt het Erasmus MC Kanker Instituut in het project samen met de onderzoeksgroep Control Systems Technology van de TU Eindhoven. “Daar werken experts op het gebied van meet- en regelalgoritmes. Hun kennis hebben we nodig om te zorgen dat we het hyperthermieapparaat real-time kunnen bijstellen om de temperatuurverdeling te optimaliseren.” Uit preklinisch onderzoek met cellen en proefdieren is bekend dat het temperatuuroptimum ligt tussen 42 en 43 graden, weet Paulides. “In de praktijk bereiken we meestal 40 tot 41 graden, dat is dus te weinig. Bovendien is de verdeling binnen de tumor niet gelijkmatig: in sommige gedeeltes is de temperatuur lager, in andere gedeeltes juist hoger.”
Samenwerking met andere partijen
Naast de TU Eindhoven en het Erasmus MC Kanker Instituut nemen nog meer partners deel aan het onderzoeksproject Control-2-ACT. “We gaan experimenten uitvoeren in samenwerking met de Uniklinik in Keulen en ook de Ludwich-Maximillian-universiteit in München is bij het project betrokken”, zegt Paulides. Verder werken de bedrijven dr. Sennewald Medizintechnik, Sensius (een spin-off van het Erasmus MC) en Philips Research mee. “Wij gebruiken zelf radiofrequente golven voor de verwarming van de tumor, zeg maar een soort magnetronstraling, maar het kan ook met ultrageluid – dat is het type hyperthermieapparaten dat Philips produceert”, licht Paulides toe. “De twee methoden zijn complementair: ultrageluid werkt beter voor kleinere tumoren en radiofrequente golven geven betere resultaten bij gevorderde tumoren. Het mooie is dat de methode voor feedbackgestuurde regulatie van de temperatuur die wij willen ontwikkelen, bruikbaar zal zijn voor hyperthermie met zowel ultrageluid als radiofrequente golven.”
Eerst handmatig bijstellen
De onderzoekers zullen eerst in Rotterdam de warmtekoeling in het lichaam in kaart brengen op basis van metingen bij patiënten. “Daarna zal de TU Eindhoven dit model gebruiken om een feedbackalgoritme te ontwikkelen. In het derde en vierde jaar van ons onderzoeksproject willen we experimenten uitvoeren in Keulen en in onze eigen kliniek.” Paulides verwacht dat de aanpassing van de hyperthermie-instellingen op basis van de gemeten temperatuur niet direct volledig geautomatiseerd zal zijn. “Eerst zal de operator de nieuwe aanpak nog controleren, pas later gaat alles helemaal automatisch.”
Breder inzetten
Slechts enkele Nederlandse ziekenhuizen bieden op dit moment hyperthermie met radiofrequente golven aan, uiteraard altijd in combinatie met radio- en/of chemotherapie. Verwacht Paulides dat het gebruik van hyperthermie zal toenemen? “Er zijn twee factoren die bepalen of een behandeling breder wordt ingevoerd: de effectiviteit ervan en de uitvoerbaarheid. Wat betreft dat eerste: de effectiviteit van hyperthermie is voldoende aangetoond voor bepaalde tumoren. Bij vrouwen met uitgebreide baarmoederhalskanker stijgt de overleving bijvoorbeeld van 40% met alleen radiotherapie naar 70% bij een combinatie van radiotherapie en hyperthermie. Maar het effect is nog lang niet voor alle soorten tumoren aangetoond. Het verschilt ook echt per tumorlocatie, dus zal je voor alle soorten en locaties moeten bewijzen dat het werkt. We hopen natuurlijk met onze methode de effectiviteit van hyperthermie nog verder te verhogen, wat bredere implementatie zou kunnen bespoedigen. Wat betreft de tweede factor: het is heel belangrijk dat de behandeling goed en reproduceerbaar is toe te passen. Daar gaan wij met onze studie veel aan bijdragen. We hopen op die manier ook het klinisch onderzoek te stimuleren.”
Het uiteindelijke doel is de behandeling van kanker effectiever te maken, maar ook minder belastend. “Hyperthermie geeft op zichzelf nauwelijks bijwerkingen”, zegt Paulides. “Als je de effectiviteit van radio- en chemotherapie door hyperthermie kunt verhogen, dan kun je misschien ook die andere, belastende behandelingen wat omlaag schroeven. Dan zou de patiënt minder last hoeven te hebben van bijwerkingen.”
Dr. Diana de Veld, wetenschapsjournalist
Commentaar dr. Hans Crezee, hyperthermiefysicus, Academisch Medisch Centrum, Amsterdam
De verwachtingen omtrent CONTROL-2-ACT zijn hooggespannen. Ik vind dit een zeer nuttig onderzoeksproject. Zeker omdat we uit klinische en laboratoriumstudies weten dat het voor het effect van hyperthermie heel veel uitmaakt hoe warm het in de tumor precies is. Slechts een paar tienden van een graad verschil kan al een heel groot effect hebben op de klinische uitkomsten. Het mooie is dat je die verbetering kunt bereiken zonder dat het jou of de patiënt iets kost. Je verwarmt met dezelfde apparatuur, maar dankzij de niet-invasieve temperatuurmetingen en de software die de instellingen van het hyperthermieapparaat moet gaan aanpassen, zal diezelfde behandeling meer opleveren.
In Nederland is inmiddels aardig wat ervaring met hyperthermie voor patiënten met baarmoederhalskanker. Natuurlijk zochten we in onze data naar een verband tussen de behaalde temperatuur in de tumor en het klinische resultaat. En dat verband blijkt er zeker te zijn.
Oncologie Up-to-date 2017 vol 8 nummer 5
DEEL DIT ARTIKEL:
