Novel imaging biomarkers of rectal cancer aggressiveness

Prosjektnummer: 2015048
Ansvarlig person: Kathrine Røe Redalen
Institusjon: Akershus universitetssykehus HF
Prosjektkategori: Doktorgradsstipend
Helsekategori: Cancer
Forskningsaktivitet: 4. Detection and Diagnosis

2019

Nye bildediagnostiske metoder ved endetarmskreftÅrlig får mer enn 1300 pasienter i Norge endetarmskreft og så mye som rundt 40% dør innen fem år. Prosjektets formål er å utvikle bedre diagnostiske metoder basert på magnetisk resonans (MR)-avbildning som kan bidra til å optimalisere behandlingen og forbedre sykdomsutfallet for pasienter med endetarmskreft.Innen kreftbehandling er det fortsatt mye å hente på bedre utnyttelse av alle mulighetene moderne bildediagnostikk gir. OxyTarget-studien (NCT01816607), som involverer flere avdelinger og divisjoner ved Akershus universitetssykehus (AHUS), startet i 2013 og er åpen for alle pasienter henvist med mistanke om endetarmskreft. Studien hadde som mål å utvikle bedre diagnostiske metoder ved bruk av magnetisk resonans (MR). MR er allerede et viktig verktøy i den komplekse og multidisiplinære utredningen og behandlingen av endetarmskreft, men det er fortsatt stort potensiale til å videreutvikle dagens MR-metoder. AHUS har den største andelen pasienter med endetarmskreft i Norge, noe som gir oss en unik mulighet for klinisk uttesting av forskningen vår. I dag brukes MR hovedsakelig til å se på kreftsykdommens lokalisasjon og utbredelse. I OxyTarget-studien prøver vi å utvikle MR-metoder som også karakteriserer kreftsvulstenes funksjon og biologiske oppbygning. Spesielt ønsker vi å lage metoder som fanger opp ”høyrisiko”-pasienter med veldig aggressiv kreftsykdom. Dette gjør vi ved å forsøke å kartlegge kreftsvulsters biologiske funksjon, slik som blodgjennomstrømning, funksjon og størrelse av blodkar, vevsoksygenering, metabolisme (stoffskifte) og celletetthet. Målet er at de nye "biologiske" MR-metodene kan bidra til å veilede en mer optimal, individuelt tilpasset behandling og dermed bedre behandlingseffekt, som også er kostnadseffektiv. Strålebehandling er en viktig kreftbehandling og i prosjektet er vi særlig interessert i undersøke hvordan de biologiske MR-bildene kan brukes til å forutsi og evaluere effekt av strålebehandling, samt bedre planlegge strålebehandlingen, slik som gjennom påvisning av særlig aggressive svulster eller områder innad i svulster som krever økt stråledose for å oppnå god behandlingseffekt. Inklusjon av pasienter med sluttført i desember 2017, med 192 inkluderte pasienter i studien. Doktorgradskandidaten (MR-fysiker) har utviklet nye metode for å analysere såkalte diffusjonsvektede og kontrastforsterkede MR-bilder. Disse bildene henter blant annet ut informasjon relatert til kreftsvulstenes celletetthet og blodgjennomstrømning (perfusjon), og ved å bruke metodene kan man på diagnosetidspunktet påvise pasienter som har henholdsvis god og dårlig effekt av preoperativ kjemo- og strålebehandling og pasienter som har henholdsvis kort og lang forventet levetid. Metoden kan bidra til mer presis diagnostikk av endetarmskreft, noe som er viktig for ytterligere individualisering av behandlingen ved endetarmskreft. Kandidaten har hvert år presentert sitt arbeid på nasjonale og internasjonale kongresser. I 2019 har kandidaten levert inn og forsvart sin doktorgradsavhandling samt publisert en artikkel. Hun har tidligere publisert en annen artikkel. En tredje artikkel fra prosjektet ble publisert januar 2020 (rapporteres neste år) og en siste artikkel fra prosjektet er under vurdering i et vitenskapelig tidsskrift.

Forskningsopphold i utlandet

NEI

2018

Nye bildediagnostiske metoder ved endetarmskreftÅrlig får mer enn 1300 pasienter i Norge endetarmskreft og så mye som rundt 40% dør innen fem år. Prosjektets formål er å utvikle bedre diagnostiske metoder basert på magnetisk resonans (MR)-avbildning som kan bidra til å optimalisere behandlingen og forbedre sykdomsutfallet for pasienter med endetarmskreft.Innen kreftbehandling er det fortsatt mye å hente på bedre utnyttelse av alle mulighetene moderne bildediagnostikk gir. OxyTarget-studien (NCT01816607), som involverer flere avdelinger og divisjoner ved Akershus universitetssykehus (AHUS), startet i 2013 og er åpen for alle pasienter henvist med mistanke om endetarmskreft. Studien hadde som mål å utvikle bedre diagnostiske metoder ved bruk av magnetisk resonans (MR). MR er allerede et viktig verktøy i den komplekse og multidisiplinære utredningen og behandlingen av endetarmskreft, men det er fortsatt stort potensiale til å videreutvikle dagens MR-metoder. AHUS har den største andelen pasienter med endetarmskreft i Norge, noe som gir oss en unik mulighet for klinisk uttesting av forskningen vår. I dag brukes MR hovedsakelig til å se på kreftsykdommens lokalisasjon og utbredelse. I OxyTarget-studien prøver vi å utvikle MR-metoder som også karakteriserer kreftsvulstenes funksjon og biologiske oppbygning. Spesielt ønsker vi å lage metoder som fanger opp ”høyrisiko”-pasienter med veldig aggressiv kreftsykdom. Dette gjør vi ved å forsøke å kartlegge kreftsvulsters biologiske funksjon, slik som blodgjennomstrømning, funksjon og størrelse av blodkar, vevsoksygenering, metabolisme (stoffskifte) og celletetthet. Målet er at de nye "biologiske" MR-metodene kan bidra til å veilede en mer optimal, individuelt tilpasset behandling og dermed bedre behandlingseffekt, som også er kostnadseffektiv. Strålebehandling er en viktig kreftbehandling og i prosjektet er vi særlig interessert i undersøke hvordan de biologiske MR-bildene kan brukes til å forutsi og evaluere effekt av strålebehandling, samt bedre planlegge strålebehandlingen, slik som gjennom påvisning av særlig aggressive svulster eller områder innad i svulster som krever økt stråledose for å oppnå god behandlingseffekt. Inklusjon av pasienter med sluttført i desember 2017, med 192 inkluderte pasienter i studien. Doktorgradskandidaten (MR-fysiker) har utviklet en ny metode for å analysere såkalte diffusjonsvektede MR-bilder. Diffusjonsvektede bilder henter blant annet ut informasjon relatert til kreftsvulstenes celletetthet. Den nye metoden gir også informasjon om kreftsvulstens blodgjennomstrømning (perfusjon), og ved å bruke metoden kan man på diagnosetidspunktet påvise pasienter som har henholdsvis god og dårlig effekt av preoperativ kjemo- og strålebehandling og pasienter som har henholdsvis kort og lang forventet levetid. Metoden kan bidra til mer presis diagnostikk av endetarmskreft, noe som er viktig for ytterligere individualisering av behandlingen ved endetarmskreft. Kandidaten har hvert år presentert sitt arbeid på nasjonale og internasjonale kongresser. I tillegg har hun publisert en artikkel i internasjonal, vitenskapelig tidsskrift. Per januar 2019 er ytterligere en artikkel til vurdering i et tidsskrift, mens to artikler er under utarbeidelse og har som mål å bli sendt inn til et vitenskapelige tidsskrifter i løpet av våren 2019. De to siste arbeidene omhandler bildeanalyse av såkalt diffusjonsvektede og kontrast-forsterkede MR-bilder og deres prognostiske verdi, det vel si assosiasjoner mellom MR-parametere og pasientenes langtids sykdomsutfall. Doktorgradsavhandlingen med fire artikler planlegges innlevert våren 2019.

2017

Nye bildediagnostiske metoder ved endetarmskreftÅrlig får mer enn 1300 pasienter i Norge endetarmskreft og så mye som rundt 40% dør innen fem år. Prosjektets formål er å utvikle bedre diagnostiske metoder basert på magnetisk resonans (MR)-avbildning som kan bidra til å optimalisere behandlingen og forbedre sykdomsutfallet for pasienter med endetarmskreft.Innen kreftbehandling er det fortsatt mye å hente på bedre utnyttelse av alle mulighetene moderne bildediagnostikk gir. OxyTarget-studien (NCT01816607), som involverer flere avdelinger og divisjoner ved Akershus universitetssykehus (AHUS), startet i 2013 og er åpen for alle pasienter henvist med mistanke om endetarmskreft. I studien prøver vi å utvikle bedre diagnostiske metoder ved bruk av magnetisk resonans (MR). MR er allerede et viktig verktøy i den komplekse og multidisiplinære utredningen og behandlingen av endetarmskreft, men det er fortsatt stort potensiale til å videreutvikle dagens MR-metoder. AHUS har den største andelen pasienter med endetarmskreft i Norge, noe som gir oss en unik mulighet for klinisk uttesting av forskningen vår. I dag brukes MR hovedsakelig til å se på kreftsykdommens lokalisasjon og utbredelse. I OxyTarget-studien prøver vi å utvikle MR-metoder som også karakteriserer kreftsvulstenes funksjon og biologiske oppbygning. Spesielt ønsker vi å lage metoder som fanger opp ”høyrisiko”-pasienter med veldig aggressiv kreftsykdom. Dette gjør vi ved å forsøke å kartlegge kreftsvulsters biologiske funksjon, slik som blodgjennomstrømning, funksjon og størrelse av blodkar, vevsoksygenering, metabolisme (stoffskifte) og celletetthet. Målet er at de nye "biologiske" MR-metodene kan bidra til å veilede en mer optimal, individuelt tilpasset behandling og dermed bedre behandlingseffekt, som også er kostnadseffektiv. Strålebehandling er en viktig kreftbehandling og i prosjektet er vi særlig interessert i undersøke hvordan de biologiske MR-bildene kan brukes til å forutsi og evaluere effekt av strålebehandling, samt bedre planlegge strålebehandlingen, slik som gjennom påvisning av særlig aggressive svulster eller områder innad i svulster som krever økt stråledose for å oppnå god behandlingseffekt. Inklusjon av pasienter med sluttført i desember 2017, med 187 inkluderte pasienter i studien. Doktorgradskandidaten (MR-fysiker) har utviklet en ny metode for å analysere såkalte diffusjonsvektede MR-bilder. Diffusjonsvektede bilder henter blant annet ut informasjon relatert til kreftsvulstenes celletetthet. Den nye metoden gir også informasjon om kreftsvulstens blodgjennomstrømning (perfusjon), og ved å bruke metoden kan man på diagnosetidspunktet påvise pasienter som har henholdsvis god og dårlig effekt av preoperativ kjemo- og strålebehandling og pasienter som har henholdsvis kort og lang forventet levetid. Metoden kan bidra til mer presis diagnostikk av endetarmskreft, noe som er viktig for ytterligere individualisering av behandlingen ved endetarmskreft. Kandidaten presenterte i 2018 dette arbeidet på en internasjonal konferanse og kandidaten publiserte i 2017 en publikasjon i internasjonalt tidsskrift. Kandidaten har i 2017 fullført sitt andre delprosjekt i doktorgradsprosjekt som skal sendes inn til vurdering i internasjonalt tidsskrift i løpet av våren 2018. Det siste arbeidet fullføres nå i 2018 og doktorgradsavhandlingen med tre arbeider planlegges innlevert på slutten av 2018. De to siste arbeidene omhandler bildeanalyse av diffusjonsvektede og kontrast-forsterkede MR-bilder før og etter strålebehandling. Hensikten er å gjøre kvantitativ analyse og undersøke om metoden har potensiale til å gi bedre diagnostikk og/eller om den kan bidra med nye prediktive eller prognostiske markører.

2016

Nye bildediagnostiske metoder ved endetarmskreftÅrlig får mer enn 1300 pasienter i Norge endetarmskreft og så mye som rundt 40% dør innen fem år. Prosjektets formål er å utvikle bedre diagnostiske metoder basert på magnetisk resonans (MR)-avbildning som kan bidra til å optimalisere behandlingen og forbedre sykdomsutfallet for pasienter med endetarmskreft.Innen kreftbehandling er det fortsatt mye å hente på bedre utnyttelse av alle mulighetene moderne bildediagnostikk gir. OxyTarget-studien (NCT01816607), som involverer flere avdelinger og divisjoner ved Akershus universitetssykehus (AHUS), startet i 2013 og er åpen for alle pasienter henvist med mistanke om endetarmskreft. I studien prøver vi å utvikle bedre diagnostiske metoder ved bruk av magnetisk resonans (MR). MR er allerede et viktig verktøy i den komplekse og multidisiplinære utredningen og behandlingen av endetarmskreft, men det er fortsatt stort potensiale til å videreutvikle dagens MR-metoder. AHUS har den største andelen pasienter med endetarmskreft i Norge, noe som gir oss en unik mulighet for klinisk uttesting av forskningen vår. I dag brukes MR hovedsakelig til å se på kreftsykdommens lokalisasjon og utbredelse. I OxyTarget-studien prøver vi å utvikle MR-metoder som også karakteriserer kreftsvulstenes funksjon og biologiske oppbygning. Spesielt ønsker vi å lage metoder som fanger opp ”høyrisiko”-pasienter med veldig aggressiv kreftsykdom. Dette gjør vi ved å forsøke å kartlegge kreftsvulsters biologiske funksjon, slik som blodgjennomstrømning, funksjon og størrelse av blodkar, vevsoksygenering, metabolisme (stoffskifte) og celletetthet. Målet er at de nye "biologiske" MR-metodene kan bidra til å veilede en mer optimal, individuelt tilpasset behandling og dermed bedre behandlingseffekt, som også er kostnadseffektiv. Strålebehandling er en viktig kreftbehandling og i prosjektet er vi særlig interessert i undersøke hvordan de biologiske MR-bildene kan brukes til å forutsi og evaluere effekt av strålebehandling, samt bedre planlegge strålebehandlingen, slik som gjennom påvisning av særlig aggressive svulster eller områder innad i svulster som krever økt stråledose for å oppnå god behandlingseffekt. Doktorgradskandidaten (MR-fysiker) har utviklet en ny metode for å analysere såkalte diffusjonsvektede MR-bilder. Diffusjonsvektede bilder henter blant annet ut informasjon relatert til kreftsvulstenes celletetthet. Den nye metoden gir også informasjon om kreftsvulstens blodgjennomstrømning (perfusjon), og ved å bruke metoden kan man på diagnosetidspunktet påvise pasienter som har henholdsvis god og dårlig effekt av preoperativ kjemo- og strålebehandling og pasienter som har henholdsvis kort og lang forventet levetid. Metoden kan bidra til mer presis diagnostikk av endetarmskreft, noe som er viktig for ytterligere individualisering av behandlingen ved endetarmskreft. Kandidaten presenterte i november 2016 dette arbeidet på den 8. nasjonale PhD-konferansen i medisinsk avbildning, som arrangeres av MedIm - Nasjonal forskerskole i medisinsk avbildning. Videre har kandidaten presentert arbeidet på den årlige konferansen til den internasjonale stråleterapiorganisasjonen ESTRO (European Society for Radiotherapy and Oncology; www.estro.org) i Italia i mai 2016. Kandidaten har fått akseptert et manuskript basert på resultatene, som publiseres i starten av 2017. Kandidaten er nå i gang med sitt andre delprosjekt i doktorgradsprosjekt, som omhandler bildeanalyse av kontrast-forsterkede MR-bilder før og etter strålebehandling. Hensikten er å gjøre kvantitativ analyse og undersøke om metoden har potensiale til å gi bedre diagnostikk og/eller om den kan bidra med nye prediktive eller prognostiske markører.

2015

Nye bildediagnostiske metoder ved endetarmskreftÅrlig får mer enn 1300 pasienter i Norge endetarmskreft og så mye som rundt 40% dør innen fem år. Prosjektets formål er å utvikle bedre diagnostiske metoder basert på magnetisk resonans (MR)-avbildning som kan bidra til å optimalisere behandlingen og forbedre sykdomsutfallet for pasienter med endetarmskreft.Innen kreftbehandling er det fortsatt mye å hente på bedre utnyttelse av alle mulighetene moderne bildediagnostikk gir. OxyTarget-studien (NCT01816607), som involverer flere avdelinger og divisjoner ved Akershus universitetssykehus (AHUS), startet i 2013 og er åpen for alle pasienter henvist med mistanke om endetarmskreft. I studien prøver vi å utvikle bedre diagnostiske metoder ved bruk av magnetisk resonans (MR). MR er allerede et viktig verktøy i den komplekse og multidisiplinære utredningen og behandlingen av endetarmskreft, men det er fortsatt stort potensiale til å videreutvikle dagens MR-metoder. AHUS har den største andelen pasienter med endetarmskreft i Norge, noe som gir oss en unik mulighet for klinisk uttesting av forskningen vår. I dag brukes MR hovedsakelig til å se på kreftsykdommens lokalisasjon og utbredelse. I OxyTarget-studien prøver vi å utvikle MR-metoder som også karakteriserer kreftsvulstenes funksjon og biologiske oppbygning. Spesielt ønsker vi å lage metoder som fanger opp ”høyrisiko”-pasienter med veldig aggressiv kreftsykdom. Dette gjør vi ved å forsøke å kartlegge kreftsvulsters biologiske funksjon, slik som blodgjennomstrømning, funksjon og størrelse av blodkar, vevsoksygenering, metabolisme (stoffskifte) og celletetthet. Målet er at de nye "biologiske" MR-metodene kan bidra til å veilede en mer optimal, individuelt tilpasset behandling og dermed bedre behandlingseffekt, som også er kostnadseffektiv. Strålebehandling er viktigste kreftbehandling og i prosjektet er vi særlig interessert i undersøke hvordan de biologiske MR-bildene kan brukes til å forutsi og evaluere effekt av strålebehandling, samt bedre planlegge strålebehandlingen, slik som gjennom påvisning av særlig aggressive svulster eller områder innad i svulster som krever økt stråledose for å oppnå god behandlingseffekt. Doktorgradskandidaten (MR-fysiker) ble ansatt i juni 2015 og har allerede utviklet en ny metode for å analysere diffusjonsvektede MR-bilder. Diffusjonsvektede bilder henter blant annet ut informasjon relatert til kreftsvulstenes celletetthet. Den nye metoden gir informasjon om kreftsvulstens heterogenitet, altså om regionale forskjeller innad i kreftsvulsten, og ved å bruke metoden kan man på diagnosetidspunktet påvise pasienter som har dårlig effekt av preoperativ kjemo- og strålebehandling og pasienter som har kort levetid. Metoden kan bidra til mer presis diagnostikk av endetarmskreft, noe som er viktig for ytterligere individualisering av behandlingen ved endetarmskreft. Kandidaten presenterte i november dette arbeidet på den 7. nasjonale PhD-konferansen i medisinsk avbildning, som arrangeres av MedIm - Nasjonal forskerskole i medisinsk avbildning (http://www.ntnu.no/dmf/forskerskole). Videre har kandidaten fått dette arbeidet akseptert for presentasjon på den årlige konferansen til den internasjonale stråleterapiorganisasjonen ESTRO (European Society for Radiotherapy and Oncology; www.estro.org) i Italia i mai 2016. Kandidaten arbeider med et manuskript basert på disse resultatene.

Vitenskapelige artikler

Bakke KM, Grøvik E, Meltzer S, Negård A, Holmedal SH, Mikalsen LTG, Lyckander LG, Ree AH, Gjesdal KI, Redalen KR, Bjørnerud A

Comparison of Intravoxel incoherent motion imaging and multiecho dynamic contrast-based MRI in rectal cancer.

J Magn Reson Imaging 2019 Oct;50(4):1114-1124. Epub 2019 apr 4

PMID: 30945379 - Inngår i doktorgradsavhandlingen

Kalanxhi E, Meltzer S, Schou JV, Larsen FO, Dueland S, Flatmark K, Jensen BV, Hole Kh, Seierstad T, Redalen KR, Nielsen DL, Ree AH

Systemic immune response induced by oxaliplatin-based neoadjuvant therapy favours survival without metastatic progression in high-risk rectal cancer.

Br J Cancer 2018 May;118(10):1322-1328. Epub 2018 apr 26

PMID: 29695770

Bakke KM, Hole Kh, Dueland S, Grøholt KK, Flatmark K, Ree AH, Seierstad T, Redalen KR

Diffusion-weighted magnetic resonance imaging of rectal cancer: tumour volume and perfusion fraction predict chemoradiotherapy response and survival.

Acta Oncol 2017 Jun;56(6):813-818. Epub 2017 feb 17

PMID: 28464745 - Inngår i doktorgradsavhandlingen

Fleten KG, Bakke KM, Mælandsmo GM, Abildgaard A, Redalen KR, Flatmark K

Use of non-invasive imaging to monitor response to aflibercept treatment in murine models of colorectal cancer liver metastases.

Clin Exp Metastasis 2017 01;34(1):51-62. Epub 2016 nov 3

PMID: 27812769

Redalen KR, Sitter B, Bathen TF, Grøholt KK, Hole Kh, Dueland S, Flatmark K, Ree AH, Seierstad T

High tumor glycine concentration is an adverse prognostic factor in locally advanced rectal cancer.

Radiother Oncol 2016 Feb;118(2):393-8. Epub 2015 des 17

PMID: 26705680

Ree AH, Redalen KR

Personalized radiotherapy: concepts, biomarkers and trial design.

Br J Radiol 2015 Jul;88(1051):20150009. Epub 2015 mai 20

PMID: 25989697

Seierstad T, Hole Kh, Grøholt KK, Dueland S, Ree AH, Flatmark K, Redalen KR

MRI volumetry for prediction of tumour response to neoadjuvant chemotherapy followed by chemoradiotherapy in locally advanced rectal cancer.

Br J Radiol 2015 Jul;88(1051):20150097. Epub 2015 apr 22

PMID: 25899892

Bakke, Kine Mari; Hole, Knut Håkon; Dueland, Svein; Flatmark, Kjersti; Ree, Anne Hansen; Seierstad, Therese; Redalen, Kathrine Røe

Tumour perfusion estimated from diffusion-weighted MRI of rectal cancer – an indirect marker of tumour hypoxia?

The 8th National PhD Conference in Medical Imaging; 2016

Bakke, Kine Mari; Seierstad, Therese; Hole, Knut Håkon; Dueland, Svein; Flatmark, Kjersti; Ree, Anne Hansen; Redalen, Kathrine Røe

Histogram analysis of ADCs from DWMRI predicts tumour response and survival for rectal cancer

35th annual meeting of the European Society for Radiotherapy & Oncology (ESTRO); 2016

Fleten, Karianne Giller; Bakke, Kine Mari; Abildgaard, Andreas; Mælandsmo, Gunhild; Redalen, Kathrine Røe; Flatmark, Kjersti

Diffusion-weighted MRI can predict response to aflibercept in in vivo models

American Association for Cancer Research (AACR) Annual Meeting; 2016

Redalen, Kathrine Røe

Vil lage mer tilpasset behandling for endetarmskreft

forskning.no, 6. oktober 2016

Doktorgrader

Kine Mari Bakke

Assessing cancer aggressiveness by functional magnetic resonance imaging

Disputert:: desember 2019
Hovedveileder:: Kathrine Røe Redalen

Deltagere

Atle Bjørnerud Medveileder
Therese Seierstad Medveileder
Anne Hansen Ree Forskningsgruppeleder
Stein Harald Holmedal Prosjektdeltaker
Anne Negard Prosjektdeltaker
Lars Gustav Lyckander Prosjektdeltaker
Tryggve Storås Prosjektdeltaker
Endre Grøvik Prosjektdeltaker
Kjell-Inge Gjesdal Prosjektdeltaker
Sebastian Meltzer Prosjektdeltaker
Kathrine Røe Redalen Prosjektleder
Kine Mari Bakke Doktorgradsstipendiat (finansiert av denne bevilgning)
Krystyna Kotanska-grøholt Prosjektdeltaker
Svein Dueland Prosjektdeltaker
Kjersti Flatmark Prosjektdeltaker
Knut Håkon Hole Prosjektdeltaker
Arne Sigmund Borthne Prosjektdeltaker
Hanna Abrahamsson Prosjektdeltaker
Christin Johansen Prosjektdeltaker
Marius Bornstein Prosjektdeltaker

eRapport er utarbeidet av Sølvi Lerfald og Reidar Thorstensen, Regionalt kompetansesenter for klinisk forskning, Helse Vest RHF, og videreutvikles av de fire RHF-ene i fellesskap, med støtte fra Helse Vest IKT

Alle henvendelser rettes til eRapport

Personvern - Informasjonskapsler