Photobiomodulation therapy for the prevention and management of acute radiodermatitis in cancer patients

Abstract

In 2015, 67,078 persons were diagnosed with cancer. Approximately half of them need to undergo radiotherapy. Up to 90% of the radiotherapy patients will develop a skin reaction at the treated area, also known as radiodermatitis (RD). RD can be graded from red rashes and dry desquamation, patchy/confluent moist desquamation, to ulceration. RD may be distressing and painful for the patient, which may affect their general quality of life. Furthermore, when the skin reactions evolve towards more severe forms, it might be necessary to change the treatment protocol or even interrupt RT, hereby compromising treatment outcome. Currently, a wide variety of strategies are available to manage RD ranging from creams, gels to wound dressings. However, the evidence supporting the effectiveness of these treatment methods is weak and there is no comprehensive, evidence-based consensus for the treatment of RD. Moreover, there is still no therapy to prevent RD. Photobiomodulation therapy (PBMT) is a non-invasive treatment used to stimulate wound healing, reduce inflammation, and pain. It uses laser or lightemitting diodes in the visible and/or near-infrared spectrum. PBMT is applied in a variety of medical domains ranging from dermatology, physiotherapy, neurology to dentistry. It already has been proven to be a very efficient treatment technique for the prevention and management of oral mucositis (i.e. inflammation of mucosal lining of the mouth), a known side effect of chemotherapy. The first pilot study of our research group demonstrated that PBMT is able to prevent the aggravation of established RD in breast cancer patients. The aim of this doctoral thesis was to investigate the effectiveness of PBMT in the prevention of acute RD in cancer patients. Results of this project demonstrated that PBMT was able to significantly reduce the severity of radiotherapy-induced skin reactions in both breast and head and neck cancer patients. As such, patients undergoing laser therapy developed considerably less moist wounds. This was accompanied with an improved patient’s quality of life. Furthermore, biophysical skin measurements showed that the skin discolouration was reduced, while the skin barrier function improved after PBMT. The analysis of the inflammatory profile of the skin lesions demonstrated that PBMT could reduce the production of pro- inflammatory mediators, suggesting an underlying anti-inflammatory effect. In short, PBMT makes the cancer treatment for each patient undergoing radiotherapy more bearable. In the future we hope to offer PBMT to each patient who suffers from

In 2015, werden in België 67.087 nieuwe diagnoses van kanker geregistreerd. Ongeveer de helft van de kankerpatiënten dienen radiotherapie te ondergaan gedurende hun behandeling. Patiënten kunnen hierbij nevenwerkingen ondervinden zoals een pijnlijke ontsteking van huid, ook wel bekend als radiodermitis. Ongeveer 90-95% van de patiënten die radiotherapie ondergaan, zullen een bepaalde graad van radiodermitis ontwikkelen. We onderscheiden vier graden van radiodermitis, gaande van rode uitslag, droge huid, vochtige open wonden tot diepe ulcera. Radiodermitis is een storende en pijnlijke huidreactie, welke een negatieve invloed heeft op de kwaliteit van leven van de patiënt. Wanneer de huidreacties te ernstig worden, is men soms genoodzaakt om het bestralingsregime te veranderen of stop te zetten, hetgeen nefast is voor de kankerbehandeling. Huidige behandelingsmethodes bestaan uit crèmes, olies, gels, en wondverbanden. Tot op heden is er echter nog onvoldoende wetenschappelijk bewijs voor een algemeen aanvaarde behandeling voor radiodermitis. Daarnaast is er ook nog geen therapie die kan gebruikt worden om de huidreacties te voorkomen. otobiomodulatie therapie is een niet-invasieve behandelingsmethode die wordt gebruikt om de wondheling te stimuleren, ontsteking te onderdrukken, en de pijn te verminderen. Hierbij wordt er gebruik gemaakt van rood en/of infrarood licht dat geproduceerd wordt door een laser of LED bron. Fotobiomodulatie therapie wordt reeds gebruikt in verschillende klinische domeinen gaande van tandheelkunde, fysiotherapie, neurologie, en dermatologie. Deze behandelingsvorm is daarnaast ook zeer effectief voor de behandeling van orale mucositis (ontsteking van het mondslijmvlies), een gekende nevenwerking van chemotherapie. Een eerste pilootstudie van onze onderzoeksgroep toonde aan dat fotobiomodulatie therapie de verergering van reeds ontstane huidreacties bij borstkanker patiënten, die radiotherapie ondergingen, kon voorkomen. Het doel van het huidige doctoraatsproject was onderzoeken of fotobiomodulatie therapie het ontstaan van radiodermitis bij kankerpatiënten kan voorkomen. Resultaten van dit onderzoek toonden aan dat fotobiomodulatie therapie de ernst van de huidreacties ten gevolge van radiotherapie aanzienlijk kan verminderen bij zowel borst als hoofd-hals kanker patiënten. Zo ontstonden er beduidend minder vochtige wonden bij de patiënten die lasertherapie kregen. Dit ging gepaard met een verbeterde kwaliteit van leven. Verder toonden we aan door middel van fysieke metingen dat de huid minder snel verkleurde en dat de beschermende functie van de huid verbeterd was na de fotobiomodulatie therapie. Een analyse van de ontstekingsmoleculen in huid van patiënten toonden aan dat lasertherapie de productie van deze moleculen kon verminderen, hetgeen correleert met het onderliggende anti-inflammatoire effect van de therapie. Kortom, met behulp van fotobiomodulatie therapie kunnen we de kankerbehandeling van de patiënt meer verdraagbaar maken. In de toekomst streven we er naar om deze vooruitstrevende therapie te kunnen aanbieden aan iedere patiënt die last heeft van radiodermitis.