Alteration of the blood-brain barrier after irradiation: implication in boron neutron capture decay
- 1. Service de Radiotherapie, Universite Catholique de Louvain, Cliniques Universitaires St-Luc, Brussels (Belgium)
- 2. Service de Neurologie, Universite Catholique de Louvain, Cliniques Universitaires St-Luc, Brussels (Belgium)
- 3. Arthur James Cancer Hospital and Research Institute, Division of Radiation Oncology, Columbus, OH (United States)
Description
The radiobiologial and clinical data concerning the alteration of the blood-brain barrier (BBB) after cerebral irradiation are reviewed. Several boron neutron capture therapy (BNCT) programs are at present under study in Europe and in the USA. In these programs, irradiation is considered to be delivered in several fractions, and one could also imagine, in principle, delivering BNCT after a full course of external radiotherapy of the brain. These options raise the question of the alteration of the normal BBB by previous irradiation. Before starting clinical applications, it then becomes necessary to assess the integrity of the BBB after different dose ranges and fractionation schemes, and after different time intervals following irradiation. Extrapolation of the available radiobiological and clinical data suggests that for rather small hydrophilic compounds, such as BSH or L-BPA, an early increase in transport through the BBB may be foreseen after single photon dose larger than 10 Gy or after a full standard radiotherapy regimen. However, there is no evidence that the first fractions of a BNCT application (typically 2 to 4 Gy equivalent per fraction) woud increase the permeability of the BBB sufficiently to permit transport of large boronated compounds such as porphyrins or antibodies, or even of smaller hydrophilic compounds such as BSH and L-BPA. It can be concluded that the dose selectivity of BNCT is unlikely to be compromised by early alteration of the BBB due to the first fractions of typical BNCT fractionated regimen. (orig./MG)
Abstract (German)
Es wird ein Ueberblick ueber die strahlenbiologischen und klinischen Daten bezueglich der Veraenderung der Blut-Hirn-Schranke nach Bestrahlung des Gehirns gegeben. Zur Zeit werden in Europa und in den USA mehrere Studien ueber Neutroneneinfangtherapieprogramme durchgefuehrt. Vor der Inangriffnahme klinischer Anwendungen wird es erforderlich, die Integritaet der Blut-Hirn-Schranke im Anschluss an die Bestrahlung mit verschiedenen Dosis-Bereichen und Fraktionierungsschemata und nach verschiedenen der Bestrahlung folgenden Zeitintervallen zu ueberpruefen. Eine Extrapolation der verfuegbaren strahlenbiologischen und klinischen Daten deutet darauf hin, dass nach einer Einzelphotonendosis ueber Gy oder nach einer vollen Standardstrahlentherapie ein fruehzeitiger Anstieg der Transportkapazitaet durch die Blut-Hirn-Schranke fuer eher kleine, hydrophile Verbindungen wie BSH oder L-BPA vorhergesagt werden kann. Es laesst sich jedoch nicht nachweisen, dass die ersten Fraktionen einer Bor-Neutroneneinfangtherpie (typische Aequivalenzdosis 2 bis 4 Gy pro Fraktion) die Durchlaessigkeit der Blut-Hirn-Schranke genuegend erhoehen koennen, um einen Transport von grossen borhaltigen Verbindungen wie Porphyrinen oder Antikoerpern oder auch nur kleineren hydrophilen Verbindungen wie BSH und L-BPA zu gestatten. Es kann der Schluss gezogen werden, dass eine Gefaehrdung der Dosisselektivitaet der Bor-Neutroneneinfangtherapie durch eine von den ersten Fraktionen einer typischen fraktionierten Bor-Neutroneneinfangtherapie hervorgerufene fruehzeitige Veraenderung der Blut-Hirn-Schranke nicht wahrscheinlich ist. (orig./MG)Additional details
Publishing Information
- Journal Title
- Strahlentherapie und Onkologie
- Journal Volume
- 169
- Journal Issue
- 9
- Journal Page Range
- p. 534-542.
- ISSN
- 0179-7158
- CODEN
- STONE4
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 25018228
- Subject category
- S62: RADIOLOGY AND NUCLEAR MEDICINE; S63: RADIATION, THERMAL, AND OTHER ENVIRONMENTAL POLLUTANT EFFECTS ON LIVING ORGANISMS AND BIOLOGICAL MATERIALS;
- Descriptors DEI
- BIOLOGICAL RADIATION EFFECTS; BLOOD-BRAIN BARRIER; MORPHOLOGY; NEUTRON CAPTURE THERAPY; NEUTRON REACTIONS; PATIENTS; PERMEABILITY; PHYSIOLOGY; RADIOACTIVATION
- Descriptors DEC
- ANIMALS; BARYON REACTIONS; BIOLOGICAL EFFECTS; HADRON REACTIONS; MAMMALS; MAN; MEDICINE; NEUTRON THERAPY; NUCLEAR REACTIONS; NUCLEON REACTIONS; PRIMATES; RADIATION EFFECTS; RADIOTHERAPY; THERAPY; VERTEBRATES