Toward Neuro-Oncologic Clinical Trials of High-Dose-Rate Synchrotron Microbeam Radiation Therapy: First Treatment of a Spontaneous Canine Brain Tumor - VETAGRO-UPSP-ICE
Article Dans Une Revue International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics Année : 2022

Toward Neuro-Oncologic Clinical Trials of High-Dose-Rate Synchrotron Microbeam Radiation Therapy: First Treatment of a Spontaneous Canine Brain Tumor

Jean-François Adam
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Jacques Balosso
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Sam Bayat
Paul Berkvens
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Gilles Berruyer
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Elke Bräuer-Krisch
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Thierry Brochard
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Gabriel Chamel
Andréa Desagneaux
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Renaud Drevon-Gaud
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Laura Eling
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François Estève
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Isabelle Flandin
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Maxime Gaudin
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Jean-Yves Giraud
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Lucile Giraud
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Hervé Gonzalez
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Samy Kefs
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Sarvenaz Keshmiri
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Alexandre Krainik
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Michael Krisch
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Jean Albert Laissue
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Gaëtan Lemaire
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Anthony Mauro
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Christian Nemoz
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Paolo Pellicioli
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Michel Renier
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Camille Verry
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Raphael Serduc
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Résumé

PURPOSEThe high potential of microbeam radiation therapy (MRT) in improving tumor control while reducing side effects has been shown by numerous preclinical studies. MRT offers a widened therapeutic window by using the periodical spatial fractionation of synchrotron generated x-rays into an array of intense parallel microbeams. MRT now enters a clinical transfer phase. As proof of principle and cornerstone for the safe clinical transfer of MRT, we conducted a “first in dog” trial under clinical conditions. In this report, we evaluated whether a 3-dimensional conformal MRT can be safely delivered as exclusive radiosurgical treatment in animal patients.METHODS AND MATERIALSWe irradiated a 17.5-kg French bulldog for a spontaneous brain tumor (glioma suspected on magnetic resonance imaging) with conformal high-dose-rate microbeam arrays (50-µm-wide microbeams, replicated with a pitch of 400 μm) of synchrotron-generated x-rays. The dose prescription adjusted a minimal cumulated valley dose of 2.8 Gy to the plnning target volume (PTV) (cinical target volume (CTV)+ 1 mm). Thus, each beam delivered 20 to 25 Gy to the target as peak doses, and ∼1 Gy as valley dosesRESULTSThe treatment was successfully delivered. Clinical follow-up over 3 months showed a significant improvement of the dog's quality of life: the symptoms disappeared. Magnetic resonance imaging, performed 3 months after irradiation, revealed reduction in tumor size (–87.4%) and mass effect with normalization of the left lateral ventricle.CONCLUSIONSTo our knowledge, this neuro-oncologic veterinary trial is the first 3-dimensional conformal synchrotron x-ray MRT treatment of a spontaneous intracranial tumor in a large animal. It is an essential last step toward the clinical transfer of MRT in the near future to demonstrate the feasibility and safety of treating deep-seated tumors using synchrotron-generated microbeams.
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Jean-François Adam, Jacques Balosso, Sam Bayat, Paul Berkvens, Gilles Berruyer, et al.. Toward Neuro-Oncologic Clinical Trials of High-Dose-Rate Synchrotron Microbeam Radiation Therapy: First Treatment of a Spontaneous Canine Brain Tumor. International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics, 2022, 113 (5), pp.967-973. ⟨10.1016/j.ijrobp.2022.04.022⟩. ⟨hal-04554360⟩
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