Defining target volumes for stereotactic ablative radiotherapy of early-stage lung tumours: a comparison of three-dimensional 18F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography and four-dimensional computed tomography.:PETCT versus 4DCT for SABR in Early Stage NSCLC

AIMS: High local control rates are achieved in stage I lung cancer using
stereotactic ablative radiotherapy. Target delineation is commonly based on
four-dimensional computed tomography (CT) scans. Target volumes defined by
positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) are compared with those defined by four-dimensional CT and conventional ('three-dimensional')
(18)F-fluorodeoxyglucose ((18)F-FDG) PET/CT.

MATERIALS AND METHODS: For 16 stage I non-small cell lung cancer tumours, six
approaches for deriving PET target volumes were evaluated: manual contouring,
standardised uptake value (SUV) absolute threshold of 2.5, 35% of maximum SUV
(35%SUV(MAX)), 41% of SUV(MAX) (41%SUV(MAX)) and two different source to
background ratio techniques (SBR-1 and SBR-2). PET-derived target volumes were compared with the internal target volume (ITV) from the modified maximum
intensity projection (MIP(MOD) ITV). Volumetric and positional correlation was
assessed using the Dice similarity coefficient (DSC).

RESULTS: PET-based target volumes did not correspond to four-dimensional CT-based target volumes. The mean DSC relative to MIP(MOD) ITV were: PET manual = 0.64, SUV2.5 = 0.64, 35%SUV(MAX) = 0.63, 41%SUV(MAX) = 0.57. SBR-1 = 0.52, SBR-2 =0.49. PET-based target volumes were smaller than corresponding MIP ITVs.

CONCLUSIONS: Conventional three-dimensional (18)F-FDG PET-derived target volumes for lung stereotactic ablative radiotherapy did not correspond well with those derived from four-dimensional CT, including those in routine clinical use
(MIP(MOD) ITV). Caution is required in using three-dimensional PET for motion
encompassing target volume delineation.

Radiosensitising Nanoparticles as Novel Cancer Therapeutics — Pipe Dream or Realistic Prospect?

The field of high atomic number nanoparticle radiosensitising agents is reviewed. After a brief discussion of the new mode of physicochemical action implied by irradiation of high atomic number nanoparticles embedded in biological systems, a series of exemplars are discussed. Silver-, gadolinium- and gold-based nanoparticles are discussed in order of increasing atomic number with functionalisation strategies being outlined. In vitro and in vivo evidence for radio-enhancement and the mechanisms attributed to the increased biological effect are discussed.

Stereotactic Body Radiotherapy for Oligometastatic Disease

Stereotactic body radiotherapy (SBRT) is now an established therapy in stage I lung cancer with comparable local control rates to surgical resection. Owing to the conformity of treatment dose delivery and with appropriate fractionation considerations, minimal side-effects to surrounding normal tissues are observed in most patients. SBRT is now being used in the treatment of oligometastatic disease, alone or alongside systemic therapy. At present there is a paucity of evidence available showing a clinical benefit, but several international studies are being set-up or have started recruitment. This overview considers the clinical entity of an oligometastatic state, discusses the role of SBRT in the management of oligometastatic disease and discusses potential novel therapy combinations with SBRT.

Predictors of Chest Wall Toxicity after Lung Stereotactic Ablative Radiotherapy

AIMS: To determine the incidence and predictive factors of rib fracture and chest wall pain after lung stereotactic ablative radiotherapy (SABR).

MATERIALS AND METHODS: Patients were treated with lung SABR of 48-60 Gy in four to five fractions. The treatment plan and follow-up computed tomography scans of 289 tumours in 239 patients were reviewed. Dose-volume histogram (DVH) metrics and clinical factors were evaluated as potential predictors of chest wall toxicity.

RESULTS: The median follow-up was 21.0 months (range 6.2-52.1). Seventeen per cent (50/289) developed a rib fracture, 44% (22/50) were symptomatic; the median time to fracture was 16.4 months. On univariate analysis, female gender, osteoporosis, tumours adjacent (within 5 mm) to the chest wall and all of the chest wall DVH metrics predicted for rib fracture, but only tumour location adjacent to the chest wall remained significant on the multivariate model (P < 0.01). The 2 year fracture-free probability for those adjacent to the chest wall was 65.6%. Among those tumours adjacent to the chest wall, only osteoporosis (P = 0.02) predicted for fracture, whereas none of the chest wall DVH metrics were predictive. Eight per cent (24/289) experienced chest wall pain without fracture.

CONCLUSIONS: None of the chest wall DVH metrics independently predicted for SABR-induced rib fracture when tumour location is taken into account. Patients with tumours adjacent (within 5 mm) to the chest wall are at greater risk of rib fracture after lung SABR, and among these, an additional risk was observed in osteoporotic patients.

Predictive Factors for Local Control in Primary and Metastatic Lung Tumours after Four to Five Fraction Stereotactic Ablative Body Radiotherapy: A Single Institution's Comprehensive Experience

AIMS: We report the outcomes of a large lung stereotactic ablative body radiotherapy (SABR) programme for primary non-small cell lung cancer (NSCLC) and pulmonary metastases. The primary study aim was to identify factors predictive for local control.

MATERIALS AND METHODS: In total, 311 pulmonary tumours in 254 patients were treated between 2008 and 2011 with SABR using 48-60 Gy in four to five fractions. Local, regional and distant failure data were collected prospectively, whereas other end points were collected retrospectively. Potential clinical and dosimetric predictors of local control were evaluated using univariate and multivariate analyses.

RESULTS: Of the 311 tumours, 240 were NSCLC and 71 were other histologies. The 2 year local control rate was 96% in stage I NSCLC, 76% in colorectal cancer (CRC) metastases and 91% in non-lung/non-CRC metastases. Predictors of better local control on multivariate analysis were non-CRC tumours and a larger proportion of the planning target volume (PTV) receiving ≥100% of the prescribed dose (higher PTV V100). Among the 45 CRC metastases, a higher PTV V100 and previous chemotherapy predicted for better local control.

CONCLUSIONS: Lung SABR of 48-60 Gy/four to five fractions resulted in high local control rates for all tumours except CRC metastases. Covering more of the PTV with the prescription dose (a higher PTV V100) also resulted in superior local control.

The Impact of Colleague Peer Review on the Radiotherapy Treatment Planning Process in the Radical Treatment of Lung Cancer

AIMS: Modern radiotherapy uses techniques to reliably identify tumour and reduce target volume margins. However, this can potentially lead to an increased risk of geographic miss. One source of error is the accuracy of target volume delineation (TVD). Colleague peer review (CPR) of all curative-intent lung cancer plans has been mandatory in our institution since May 2013. At least two clinical oncologists review plans, checking treatment paradigm, TVD, prescription dose tumour and critical organ tolerances. We report the impact of CPR in our institution.

MATERIALS AND METHODS: Radiotherapy treatment plans of all patients receiving radical radiotherapy were presented at weekly CPR meetings after their target volumes were reviewed and signed off by the treating consultant. All cases and any resultant change to TVD (including organs at risk) or treatment intent were recorded in our prospective CPR database. The impact of CPR over a 13 month period from May 2013 to June 2014 is reported.

RESULTS: One hundred and twenty-two patients (63% non-small cell lung carcinoma, 17% small cell lung carcinoma and 20% 'clinical diagnosis') were analysed. On average, 3.2 cases were discussed per meeting (range 1-8). CPR resulted in a change in treatment paradigm in 3% (one patient proceeded to induction chemotherapy, two patients had high-dose palliative radiotherapy). Twenty-one (17%) had a change in TVD and one (1%) patient had a change in dose prescription. In total, 6% of patients had plan adjustment after review of dose volume histogram.

CONCLUSION: The introduction of CPR in our centre has resulted in a change in a component of the treatment plan for 27% of patients receiving curative-intent lung radiotherapy. We recommend CPR as a mandatory quality assurance step in the planning process of all radical lung plans.

Characterization of bioactive compounds of dealcoholized wine: valuation of distillation process

O vinho tinto é uma importante fonte de compostos fenólicos com atividade antioxidante e que estão relacionados com a prevenção de doenças cardiovasculares e cancro. Estes compostos são um sub-produto do processo de destilação vínica utilizado para produzir aguardente necessária para a produção de Vinho do Porto. Esta tese tem como objetivo valorizar os compostos fenólicos resultantes das destilarias de vinho, através do estudo da sua composição, das interações com o material polimérico do vinho, da sua estabilidade durante o armazenamento e avaliação dos seus potenciais efeitos biológicos in vitro. Isto irá permitir definir aplicações para estes compostos como ingredientes alimentares com propriedades funcionais. Dois vinhos tintos (RW1 e RW2) foram utilizados como fonte de compostos fenólicos. A fim de estudar estes compostos, cada vinho foi evaporado à pressão atmosférica, permitindo obter o respetivo vinho desalcolizado (DW1 e DW2). Os polissacarídeos e compostos fenólicos presentes nos vinhos desalcolizados foram fracionados por extração em fase sólida utilizando cartuchos C18 sep-pak. A fração hidrofóbica, rica em compostos fenólicos, foi separada em frações ricas em ácidos fenólicos, em procianidinas e em antocianinas, as quais foram usadas para avaliar a sua contribuição para a atividade antioxidante total e caracterização fenólica detalhada dos DW. Foram obtidas quantidades comparáveis de compostos fenólicos totais (1.3 g/L para RW1 e DW1, e 3.1 para RW2 e DW2), de taninos (1.2 g/L para RW1 e DW1 e 1.6 para RW2 e DW2) e de antocianinas (0.24 g/L para RW1 e DW1 e 0.41 para RW2 e DW2) para os vinhos e para os respetivos vinhos desalcolizados. A determinação da atividade antioxidante de RW e DW pelos métodos do DPPH e ABTS também originou valores semelhantes, permitindo inferir que o processo de destilação realizado não promoveu uma perda relevante de compostos fenólicos. A atividade antioxidante total de vinho deveu-se essencialmente à fração rica em antocianinas. Os dois DW foram dialisados para se obter o material polimérico dos vinhos (WPM1 e WPM2). O WPM1 e WPM2 apresentavam 1.1 e 1.3 g/L de material sólido, respetivamente. O WPM (WPM1 e WPM2) era composto por polissacarídeos (31 e 36%), proteínas (10 e 12%) e também por compostos fenólicos (32 e 43%). A análise de açúcares mostrou que as manoproteínas e as arabinogalactanas eram os principais polissacarídeos presentes. A extração do WPM com metanol deu origem a um material insolúvel em metanol (PMi) e a uma fração solúvel em metanol, que continuava a conter hidratos de carbono e compostos fenólicos, mostrando uma forte interação entre estes compostos. Para determinar a energia de ativação (Ea) da libertação dos compostos fenólicos de fracções de material polimérico do vinho, foram realizadas diálises do DW, WPM e PMi, utilizando-se quatro concentrações diferentes, a cinco temperaturas (5-40 °C). O valor da Ea foi 25 para o WPM e 61 kJ/mol para o PMi, mostrando que os compostos fenólicos do vinho podem estar associados de forma diferente à matriz polimérica e que uma fração pode estar, ainda, fortemente associada a esta matriz. A fim de avaliar a possível existência de interações seletivas com os compostos fenólicos, o WPM foi fracionado, permitindo a obtenção de uma fração rica em manoproteínas (MP), através de uma cromatografia de afinidade com concanavalina A e 3 frações ricas em arabinogalactanas (AG0, AG1 e AG2) obtidas por cromatografia de troca aniónica. Foi avaliada a difusão de nove antocianinas monoméricas através de uma membrana de diálise, em presença do WPM, e das frações ricas em MP e em AG. A diálise dos compostos fenólicos livres do vinho foi realizada como ensaio em branco. Todas as frações poliméricas mostraram capacidade para reter as antocianinas, embora em diferente extensão. Foi observada uma capacidade de retenção maior para as antocianinas acilglucosiladas do que para as antocianinas glucosiladas. A fração rica em AG teve uma maior contribuição para a capacidade de retenção das antocianinas pelo material polimérico vinho do que a fração rica em MP, principalmente quando as antocianinas estavam acetiladas. Com o objetivo de estudar formas para preservar, a longo prazo, as propriedades antioxidantes dos compostos fenólicos, o extrato de compostos fenólicos (PCE), em pó, foi armazenado em diferentes condições de luz e atmosfera, à temperatura ambiente durante 1 ano. Observou-se que o PCE armazenado no escuro, dentro de um exsicador sob atmosfera de azoto, preservou 95% da atividade antioxidante inicial. Também foram avaliadas as melhores condições para preservar as antocianinas quando em solução, armazenadas a duas temperaturas (5 e 30 ºC) durante 3 meses. A adição de 0.5 g/L de uma fração rica em polissacarídeos a um vinho armazenado a 30 ºC promoveu a proteção das antocianinas, especialmente das antocianinas cumaroiladas. Os potenciais efeitos biológicos dos compostos fenólicos foram avaliados em diferentes sistemas celulares in vitro utilizando as seguintes frações: WPM, WPS (polissacarídeos do vinho), WPC (compostos fenólicos do vinho), PA-E (fração rica em ácidos fenólicos), PR-E (fração rica em procianidinas) e APP-E (fração rica em antocianinas e procianidinas poliméricas). Foi observada uma maior viabilidade celular quando as células do carcinoma do cólon HT-29 foram expostas a dois agentes oxidantes (radiação UV e H2O2) em presença das frações PR-E e APP-E. Além disso, os extratos WPS, WPC, PR-E e APP-E mostraram propriedades anti-inflamatórias, avaliadas pela inibição da produção de NO por células de macrófagos RAW264.7, sendo o extrato APP-E (0.19 mg/mL) o que exibiu a maior capacidade anti-inflamatória. A fim de elucidar as propriedades antioxidantes dos extratos do vinho em células humanas, os glóbulos vermelhos (RBC) foram selecionados como um modelo metabolicamente simples. Os extratos WPM, WPS, WPC, PR-E, e APP-E mostraram efeito anti-hemolítico para a hemólise dos RBC provocada pelo peróxido de hidrogénio (H2O2) e pelo di-hidrocloreto de 2,2'-azo-bis(2-diaminopropano) (AAPH). Os resultados obtidos permitem concluir que o processo de desalcoolização dos vinhos à pressão atmosférica, preservou as principais características antioxidantes dos compostos fenólicos. Estes compostos podem contribuir para a defesa das células contra agentes oxidantes, nomeadamente por terem um potencial de atividades anti-inflamatória e anti-hemolítica, promovendo a viabilidade celular. A interação dos compostos fenólicos do vinho com o material polimérico permite inferir uma dosagem contínua e gradual das antocianinas vinho tinto após a sua ingestão, contribuindo para um período mais longo da sua exposição e, como consequência, dos seus potenciais benefícios para a saúde.

Ajustamento psicossocial e adesão terapêutica em doentes oncológicos: estudo em doentes com cancro colorectal

O cancro do cólon e reto (CCR) representa uma das neoplasias malignas mais relevantes, não só pela morbilidade mas também pelas altas taxas de mortalidade. Paralelamente, esta neoplasia representa uma elevada sobrecarga psicossocial, para o indivíduo, que se reflete na existência de sintomatologia depressiva e ansiosa e de uma qualidade de vida deficitária e que se estima influenciar o processo de adesão terapêutica. Assim, o presente estudo tem como objetivo estudar a associação das variáveis sóciodemográficas, clínicas e de ajustamento psicossocial, com a adesão terapêutica em doentes com cancro colo-rectal. Trinta e cinco pacientes com cancro colo-rectal, acompanhados na Liga Portuguesa Contra o Cancro, foram selecionados de acordo com o método de amostragem de conveniência. Os instrumentos de avaliação psicossocial utilizados consistiram nos seguintes: questionário de variáveis sociodemográficas e clínicas; na Escala de Ansiedade e Depressão Hospitalar (EADH); no questionário de Qualidade de Vida da Organização Europeia de Investigação e Tratamento de Cancro (QLQC30) e na Escala de Adesão Geral (EAG). Os resultados obtidos revelam a existência de relações significativas entre sintomatologia psicopatológica, qualidade de vida e adesão ao tratamento em pacientes com CCR, mais espeficamente, encontrou-se que: a sintomatologia psicopatológica correlacionou-se negativamente com adesão ao tratamento e com a qualidade de vida, e a adesão ao tratamento associou-se positivamente com a qualidade de vida. Concluimos que o presente estudo contribui com a clarificação do sofrimento psicossocial do paciente com CCR e da interação das variáveis demográficas, clínicas e de ajustamento psicossocial com a adesão terapeutica destes doentes. Implicações clinicas e de investigação são apontadas neste contexto.

Abordagem tecnológica da administração colónica: aplicação à doença de Crohn

Dissertação de mest., Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2011

Cancro colorretal e inflamação - vias celulares e alvos farmacológicos

Dissertação de mestrado, Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Développement d’une matrice prébiotique pour l’encapsulation des probiotiques bactériocinogènes, destinée à l’alimentation animale - de la physicochimie à la biopharmacie

L’antibiorésistance est un problème de santé publique majeur, causé principalement par l’usage abusif d’antibiotiques dans les élevages. Les probiotiques sont une alternative potentielle aux antibiotiques. Cependant, acheminer ces microorganismes vivants et fonctionnels jusqu’au côlon est un grand défi, à cause du pH et des sels biliaires à affronter lors du passage gastro-intestinal. L’objectif de ce travail était de développer une matrice prébiotique capable de maintenir la survie et l’activité des probiotiques pendant le transit gastro-intestinal et de permettre leur libération dans le côlon. Pour atteindre cet objectif, cinq types de matrices sphériques (A, AI5, AI10, AI15, AI20) à base d’inuline (0 %, 5 %, 10 %, 15 % et 20 %) et d’alginate (2 %) ont été préparés par la méthode d’extrusion/gélification ionotropique. Trois souches probiotiques ont été utilisées au cours du développement des billes : Pediococcus acidilactici UL5 (UL5), Lactobacillus reuteri (LR) et Lactobacillus salivarius (LS). Dans un premier temps, toutes les formulations ont été caractérisées d’un point de vue physicochimique et microbiologique. Ces analyses ont permis de révéler une distribution homogène de l’inuline et de l’alginate au sein des matrices et ont démontré que la viabilité et la capacité antimicrobienne des souches utilisées n’étaient pas affectées par l’encapsulation. À la lumière de ces résultats, trois formulations A, AI5 et AI20 ont été sélectionnées pour la suite de l’étude. Dans un deuxième temps, la mucoadhésion et le comportement des billes A, AI5 et AI20 ont été étudiés dans les parties supérieures du tractus gastro-intestinal. Ces études ont démontré que la présence de l’inuline améliore les propriétés mucoadhésives des billes. Elles ont également établi que seule la formulation AI5 résiste jusqu’à la fin de la digestion. Ce comportement est expliqué en partie par l’interaction alginate-inuline décelée par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR). Cette interaction était stable pour les billes AI5 au pH 6,8 mais instable pour la formulation AI20. Enfin, le comportement et la dynamique bactérienne de la formulation AI5 dans les milieux coliques fermenté et non fermenté ont été étudiés. Cette étude a révélé que les billes AI5 se dégradent et libèrent la totalité des bactéries après environ 4 heures d’incubation dans le milieu fermenté. Cette dégradation est due aux enzymes très abondantes dans ce milieu. En conclusion, la formulation AI5 s’est avérée être un très bon véhicule pour protéger les bactéries dans les parties supérieures du tube digestif et favoriser leur libération dans le côlon. Elle pourrait donc, être utilisée pour une application en alimentation animale.

Novel therapeutic targets in colon cancer

Tese de doutoramento, Farmácia (Biologia Celular e Molecular), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2016

The role of AmotL2 in organ formation and tumorigenesis

Tese de mestrado, Oncobiologia, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Cancer-associated fibroblasts in brain metastases

Tese de mestrado. Oncobiologia, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2015