Oxygenation of Spontaneous Canine Tumors During Fractionated Radiation Therapy*

Background and Purpose:

Tumor oxygenation predicts treatment outcome, and reoxygenation is considered important in the efficacy of fractionated radiation therapy. Therefore, the purpose of this study was to document the changes of the oxygenation status in spontaneous canine tumors during fractionated radiation therapy using polarographic needle electrodes.

Material and Methods:

Tumor oxygen partial pressure (pO₂) measurements were performed with the Eppendorf-pO₂-Histograph. The measurements were done under general anesthesia, and probe tracks were guided with ultrasound. pO₂ was measured before radiation therapy in all dogs. In patients treated with curative intent, measurements were done sequentially up to eight times (total dose: 45–59.5 Gy). Oxygenation status of the palliative patient group was examined before each fraction of radiation therapy up to five times (total dose: 24–30 Gy).

Results:

15/26 tumors had a pretreatment median pO₂ ≤ 10 mmHg. The pO₂ values appeared to be quite variable in individual tumors during fractionated radiation therapy. The pO₂ of initially hypoxic tumors (pretreatment median pO₂ ≤ 10 mmHg) remained unchanged during fractionated radiotherapy, whereas in initially normoxic tumors the pO₂ decreased.

Conclusion:

Hypoxia is common in spontaneous canine tumors, as 57.7% of the recorded values were ≤ 10 mmHg. The data of this study showed that initially hypoxic tumors remained hypoxic, whereas normoxic tumors became more hypoxic.

Hintergrund und Ziel:

Die Sauerstoffversorgung von Tumoren ist ein wichtiger prognostischer Faktor. Die Reoxygenierung von Tumoren nach Bestrahlung wird als wichtiger Mechanismus bei der fraktionierten Radiotherapie angesehen. Ziel der Studie war es, die Veränderungen in der Oxygenierung von spontan gewachsenen Tumoren des Hundes unter fraktionierter Radiotherapie zu beschreiben.

Material und Methodik:

Der Sauerstoffpartialdruck (pO₂) wurde polarographisch mit dem Eppendorf-pO₂-Histographen gemessen. Die Messungen erfolgten unter Vollnarkose und Ultraschallkontrolle. Die pO₂-Werte wurden vor der Strahlentherapie gemessen. Bei Hunden mit kurativem Behandlungsschema wurden bis zu acht sequentielle Messungen während der Strahlentherapie durchgeführt (Gesamtdosis: 45–59.5 Gy). Der Oxygenierungsstatus der Tumoren mit palliativem Protokoll wurde vor jeder Fraktion bis zu fünfmal bestimmt (Gesamtdosis: 24–30 Gy).

Ergebnisse:

15/26 Tumoren hatten vor Beginn der Strahlentherapie einen medianen pO₂ ≤ 10 mmHg. Der Verlauf der pO₂-Werte während fraktionierter Radiotherapie erschien in individuellen Tumoren ziemlich variabel. Wurden die Tumoren in initial hypoxisch (prätherapeutischer medianer pO₂ ≤ 10 mmHg) und normoxisch unterteilt, so zeigte sich, dass die pO₂-Werte der hypoxischen Tumoren unverändert blieben, während normoxische Tumoren eine Abnahme des pO₂ zeigten.

Schlussfolgerung:

Hypoxie ist normalerweise in spontanen Tumoren des Hundes messbar, lagen doch fast 60% der gemessenen Werte ≤ 10 mmHg. Die Daten dieser Studie zeigten, dass initial hypoxische Tumoren unter fraktionierter Radiotherapie hypoxisch blieben, während initial normoxische Tumoren vermehrt hypoxisch wurden.