Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) in an oral precancer model: Therapeutic benefits and potential toxicity of a double application of BNCT with a six-week interval

Abstract

Given the clinical relevance of locoregional recurrences in head and neck cancer, we developed a novel experimental model of premalignant tissue in the hamster cheek pouch for long-term studies and demonstrated the partial inhibitory effect of a single application of Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) on tumor development from premalignant tissue. The aim of the present study was to evaluate the effect of a double application of BNCT with a 6 week interval in terms of inhibitory effect on tumor development, toxicity and DNA synthesis. We performed a double application, 6 weeks apart, of (1) BNCT mediated by boronophenylalanine (BPA-BNCT); (2) BNCT mediated by the combined application of decahydrodecaborate (GB-10) and BPA [(GB-10 + BPA)-BNCT] or (3) beam-only, at RA-3 nuclear reactor and followed the animals for 8 months. The control group was cancerized and sham-irradiated. BPA-BNCT, (GB-10 + BPA)-BNCT and beam-only induced a reduction in tumor development from premalignant tissue that persisted until 8, 3, and 2 months respectively. An early maximum inhibition of 100% was observed for all 3 protocols. No normal tissue radiotoxicity was detected. Reversible mucositis was observed in premalignant tissue, peaking at 1 week and resolving by the third week after each irradiation. Mucositis after the second application was not exacerbated by the first application. DNA synthesis was significantly reduced in premalignant tissue 8 months post-BNCT. A double application of BPA-BNCT and (GB-10 + BPA)-BNCT, 6 weeks apart, could be used therapeutically at no additional cost in terms of radiotoxicity in normal and dose-limiting tissues.Fil: Monti Hughes, Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Departamento de Radiobiología; ArgentinaFil: Pozzi, Emiliano César Cayetano. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Departamento de Radiobiología; Argentina. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia D/area de Energia Nuclear. Gerencia de Ingenieria Nuclear (cab). Departamento de Reactores de Investigacion.; ArgentinaFil: Heber, Elisa Mercedes. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Departamento de Radiobiología; ArgentinaFil: Thorp, Silvia Inés. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia de Area Carem. Departamento de Instrumentacion y Cableado (cab).; ArgentinaFil: Miller, Marcelo. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia de Area Carem. Departamento de Instrumentacion y Cableado (cab).; ArgentinaFil: Itoiz, María Elina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Departamento de Radiobiología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; ArgentinaFil: Aromando, Romina F.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Departamento de Radiobiología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; ArgentinaFil: Molinari, Ana Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Departamento de Radiobiología; ArgentinaFil: Garabalino, Marcela Alejandra. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Departamento de Radiobiología; ArgentinaFil: Nigg, David W.. Idaho National Laboratory; Estados UnidosFil: Trivillin, Verónica Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Departamento de Radiobiología; ArgentinaFil: Schwint, Amanda Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Departamento de Radiobiología; Argentin