Irreversibele elektroporatie

Bijdragen in de rubriek Nieuwe technieken gaan over technische mogelijkheden binnen de geneeskunde die nieuw zijn, zodat er nog niet veel bewijs is, maar waarbij de beschikbare feiten toch zo interessant zijn, dat lezers de informatie nuttig zullen vinden. Of de beschreven technieken na verder onderzoek uiteindelijk tot de gangbare medische praktijk zullen gaan behoren, zal moeten blijken.

Welke techniek?

Irreversibele elektroporatie (IRE) is een nieuwe techniek voor de beeldgestuurde ablatie van solide tumoren. De techniek maakt gebruik van elektrische energie: door de toediening van meerdere korte stroomstoten van zeer hoog voltage aan tumorweefsel wordt de bestaande membraanpotentiaal van cellen ontwricht. Hierdoor ontstaan kleine defecten (nano-poriën) in de celmembraan. De cel verliest hierdoor haar homeostatische eigenschappen, wat leidt tot celdood.

IRE kan zowel percutaan als laparotomisch verricht worden onder algehele narcose. Met al dan niet intra-operatieve echografie of CT worden eerst de exacte tumorafmetingen bepaald. Hiermee wordt de grootte van de gewenste ablatiezone bepaald en het aantal (2-6) en de positie van de elektroden nauwkeurig berekend (figuur 1 en 2). De elektroden worden echo- of CT-geleid gepositioneerd met een onderlinge afstand van 1,5-2 cm. Vervolgens worden per elektrodepaar 70 korte pulsen (90 µs) van 2500-3000 Volt gegeven. Er wordt gestreefd naar een stroomsterkte van 20-50 Ampère. Als hieraan niet voldaan wordt, worden de elektrische parameters aangepast. De ablatie kan realtime vervolgd worden met echografie; er is direct een hypo-echogene zone zichtbaar, die goed overeenkomt met de uiteindelijke histologische ablatiezone. Wanneer deze zone niet de gehele tumor inclusief een tumorvrije marge omvat, worden de elektroden gerepositioneerd. Follow-up vindt doorgaans plaats met driemaandelijks een (PET-)CT- of een MRI-scan

Waarom is er behoefte aan een nieuwe techniek?

De laatste 2 decennia heeft de beeldgestuurde tumorablatie zich explosief ontwikkeld. Inmiddels zijn er verschillende methoden beschikbaar die het mogelijk maken om niet-resectabele tumoren in opzet curatief te behandelen (tabel 1). Ook in de palliatieve setting kent deze therapievorm indicaties. Vooral thermische ablatietechnieken zoals radiofrequente ablatie (RFA), ‘microwave’ ablatie (MWA), cryoablatie en ‘high-intensity focused ultrasound’ (HIFU) worden veel toegepast voor lokale behandeling van primaire en secundaire lever-, long- en niertumoren.

Voor sommige niet-resectabele tumoren is, vanwege hun ligging, ook thermische ablatie echter ongeschikt. Dit komt omdat de warmte niet alleen het tumorweefsel destrueert, maar ook het gezonde weefsel hieromheen. Kwetsbare structuren die in of vlakbij de tumor liggen, zoals vaten, galwegen en zenuwen, kunnen hierdoor beschadigen, wat kan leiden tot ernstige complicaties. Daarnaast is de kans op een onvolledige ablatie groter voor tumoren nabij grote bloedvaten vanwege het ‘heat-sink’-effect: het stromende bloed heeft een koelend effect op het weefsel, waardoor warmteverlies optreedt tijdens de ablatie.1

Welk probleem wordt hiermee opgelost?

In preklinische studies is aangetoond dat IRE volledige celdood induceert waarbij de extracellulaire matrix, die celarm is en vooral bestaat uit collageen en elastisch bindweefsel, relatief intact blijft. Vaatwanden, galwegen en zenuwen die hun stevigheid en vorm ontlenen aan de extracellulaire matrix blijven hierdoor gespaard tijdens IRE. In tegenstelling tot thermische ablatie maakt het behoud van het bindweefsel het mogelijk om tumoren die rondom deze kwetsbare structuren liggen veilig te ableren.2 Daarnaast is er geen heat-sinkeffect omdat IRE niet op warmte maar op elektrische energie berust. Hierdoor kunnen tumoren nabij grote vaten ook effectief geableerd worden.

Welke indicaties?

IRE is in algemene zin goedgekeurd als ablatietechniek voor solide tumoren. Maar aangezien klinische resultaten voor tumoren buiten de lever en het pancreas ontbreken, is de techniek vooralsnog alleen geïndiceerd bij de behandeling van primaire en secundaire levertumoren die vanwege hun anatomische ligging nabij kwetsbaar weefsel niet in aanmerking komen voor chirurgische resectie of thermische ablatie. Ook voor behandeling van lokaal gevorderd pancreascarcinoom (‘locally advanced pancreatic carcinoma’; LAPC) lijkt IRE van waarde. Indicaties worden in multidisciplinair overleg gesteld.

Wat is er bekend over de effectiviteit?

Er zijn verschillende studies gepubliceerd naar de effectiviteit van IRE voor centrale levertumoren (tabel 2).3-7 Volledige remissie na een follow-up variërend van 3-18 maanden was 55-93% (93-100% voor tumoren 8 Na percutane IRE bij LAPC werd eveneens goede lokale tumorcontrole gezien (n = 14) (figuur 3).9Langetermijnresultaten zijn echter nog onbekend.

Hoe moeilijk is de techniek te leren?

Het CT- of echogeleid plaatsen van de naalden is vergelijkbaar met thermische ablatie, maar omdat er meerdere naalden parallel met een onderlinge afstand van 1,5-2,0 cm geplaatst moeten worden, vereist dit enige oefening. Voor een interventieradioloog die ruime ervaring heeft met conventionele tumorablatie zijn onzes inziens enkele ablaties onder supervisie voldoende om de techniek zelfstandig uit te kunnen voeren.

Toekomstverwachting

In de geneeskunde is een trend waarneembaar naar behandeling van solide tumoren met beeldgestuurde, minder invasieve percutane behandelmethoden. Gezien de hoopgevende vroege resultaten uit klinische studies zal het gebruik van IRE de komende jaren waarschijnlijk verder toenemen. Wereldwijd lopen er meerdere fase II- en III-studies naar IRE voor lever-, pancreas-, nier- en prostaattumoren. Deze studies zullen uitwijzen of IRE daadwerkelijk een plaats verdient in de multidisciplinaire behandeling van kanker.

Waar in Nederland?

De verwachting is dat IRE de komende jaren alleen beschikbaar zal zijn in de academische ziekenhuizen met een team van specialisten dat uitgebreide ervaring heeft met het betreffende doelorgaan. Het VUmc is een jaar geleden gestart met de behandeling. De resultaten van de COLDFIRE-I-trial, een ‘ablate-and-resect’-studie van 10 patiënten met resectabele colorectale levermetastasen, zullen binnenkort gepresenteerd worden. De enige IRE-gerelateerde complicatie was een tijdelijke benigne aritmie. Daarnaast zijn 21 patiënten behandeld voor tumoren in pancreas, lever, nier en kleine bekken. De voorlopige resultaten tonen weinig complicaties en veelbelovende lokale effectiviteit op de korte termijn. Momenteel lopen er 2 studies naar de veiligheid en effectiviteit van percutane IRE voor centrale colorectale levermetastasen (COLDFIRE-II-trial) en voor LAPC (PANFIRE-trial). Op het gebied van behandeling en onderzoek bij patiënten met lever- en pancreastumoren zijn het VUmc, AMC (Amsterdam) en LUMC (Leiden) voornemens om nauwgezet te gaan samenwerken.