Glioblastoma and brain connectivity: the need for a paradigm shift

Alessandro Salvalaggio, MD^a,b,c ∙ Lorenzo Pini, PhD^b ∙ Prof Alessandra Bertoldo, PhD^c,d ∙ Prof Maurizio Corbetta, MD^a,b,c,e maurizio.corbetta@unipd.it

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Published July 2024

DOI: 10.1016/S1474-4422(24)00160-1 External LinkAlso available on ScienceDirect External Link

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Summary

Despite substantial advances in cancer treatment, for patients with glioblastoma prognosis remains bleak. The emerging field of cancer neuroscience reveals intricate functional interplays between glioblastoma and the cellular architecture of the brain, encompassing neurons, glia, and vessels. New findings underscore the role of structural and functional connections within hierarchical networks, known as the connectome. These connections contribute to the location, spread, and recurrence of a glioblastoma, and a patient's overall survival, revealing a complex interplay between the tumour and the CNS. This mounting evidence prompts a paradigm shift, challenging the perception of glioblastomas as mere foreign bodies within the brain. Instead, these tumours are intricately woven into the structural and functional fabric of the brain. This radical change in thinking holds profound implications for the understanding and treatment of glioblastomas, which could unveil new prognostic factors and surgical strategies and optimise radiotherapy. Additionally, a connectivity approach suggests that non-invasive brain stimulation could disrupt pathological neuron–glioma interactions within specific networks.

🔸 Background (배경)

• 교모세포종 환자의 예후는 최신 치료에도 불구하고 여전히 매우 불량함

• 기존 개념: 교모세포종을 뇌 속의 단순한 종괴(foreign mass) 로 인식

• 새로운 관점: 암 신경과학 연구에서 뇌 세포 및 네트워크와의 긴밀한 상호작용이 확인됨

🔸 Recent Findings (최근 발견)

• 교모세포종은 뉴런, 교세포(glia), 혈관과 복잡하게 상호작용

• 종양은 커넥톰(connectome) — 뇌의 계층적 구조·기능 네트워크 — 속에 통합되어 있음

• 구조적·기능적 연결성은

  
  

  - 종양의 위치 결정

  
  

  - 침윤·전파 경로

  
  

  - 재발 양상

  
  

  - 환자 생존율

  
  

  등에 영향을 미침

• 종양과 중추신경계 사이의 역동적 네트워크 상호작용이 점차 밝혀지는 중

🔸 Implications (임상적 함의)

• 교모세포종을 “이물질”이 아닌 뇌 네트워크에 결합된 존재로 이해해야 함

• 이 관점 변화는 다음을 가능하게 함:

  
  

  - 새로운 예후 마커 발굴

  
  

  - 네트워크 기반 수술 전략 개발

  
  

  - 방사선 치료 최적화 (connectivity-informed radiotherapy)

🔸 Future Directions (향후 연구)

• 비침습적 뇌자극(non-invasive brain stimulation) 을 이용하여

  
  

  특정 네트워크에서 병적 neuron–glioma 상호작용을 차단할 가능성 제기

• 커넥톰 기반 바이오마커 및 치료 전략 개발이

  
  

  향후 교모세포종 치료의 새로운 영역을 열 것으로 예상됨
  

  

  Figure 2: A brain connectome paradigm shift in glioblastoma