Skip to main content

LUP Student Papers

LUND UNIVERSITY LIBRARIES

Blocking the swell: Beta blockers' association with brain edema for glioblastoma patients

Hillström, Amanda LU and Frederiksen, Hanna (2024) In Master's Thesis in Mathematical Sciences FMSM01 20241
Mathematical Statistics
Abstract
Glioblastoma is a highly aggressive brain tumor that kills roughly 9,000 Americans yearly. Although a known disease for over a century, little progress has been made in treatment development. A breakthrough may be on its way as recent research suggests glioblastoma patients can be treated with virus injections, oncolytic virotherapy in medical terms. However, this treatment method is somewhat inhibited by steroids. Patients are given steroids around the time of surgery to treat the sometimes fatal fluid imbalance, edema, in the tumor region. Clinical inclinations have shown that beta blockers, normally used to treat heart conditions, could reduce the edema and at the same time allow for virotherapy, potentially prolonging the lives of... (More)
Glioblastoma is a highly aggressive brain tumor that kills roughly 9,000 Americans yearly. Although a known disease for over a century, little progress has been made in treatment development. A breakthrough may be on its way as recent research suggests glioblastoma patients can be treated with virus injections, oncolytic virotherapy in medical terms. However, this treatment method is somewhat inhibited by steroids. Patients are given steroids around the time of surgery to treat the sometimes fatal fluid imbalance, edema, in the tumor region. Clinical inclinations have shown that beta blockers, normally used to treat heart conditions, could reduce the edema and at the same time allow for virotherapy, potentially prolonging the lives of glioblastoma patients.

This thesis aims to answer the question if glioblastoma patients on beta blockers suffer less from edema at the time around brain tumor surgery. With no direct measurement of the severity of the edema being available in this study, an indirect measure, prescribed steroid (dexamethasone) dosage, is used. Through controlling for confounders in the case and control group, performing significance tests, and several linear regression models, the conclusion was that no such association could be established with the given data. Clinical inclinations seemed to depend more on the other characteristics of the treatment group such as age and extent of resection rather than the effect of the beta blocker. However, more studies need to be done before any firm conclusions can be drawn. Namely, a study of experimental nature that analyses x-rays of the tumor rather than the prescribed steroid dosage to directly observe the severity of the edema. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Glioblastom är en mycket aggressiv hjärntumör som trots över 100 år utav forskning i snitt dödar patienter åtta månader efter diagnos. I denna studie undersöks alternativa behandlingsmetoder för den svullnad som drabbar patienten när tumören växer och opereras. Om man lyckas hitta ett alternativ till kortison, som idag används, finns det stor potential i att behandla glioblastompatienter med virus för att bota själva tumören.

Varje år drabbas cirka 12,000 amerikaner av den allvarliga hjärtumören glioblastom. I genomsnitt överlever patienter endast åtta månader efter diagnos. Tumören operaras bort kort efter upptäckten, men den går inte att bli av med helt. I samband med operation uppstår ofta svullnad och vätskeobalans i hjärnan, vilket... (More)
Glioblastom är en mycket aggressiv hjärntumör som trots över 100 år utav forskning i snitt dödar patienter åtta månader efter diagnos. I denna studie undersöks alternativa behandlingsmetoder för den svullnad som drabbar patienten när tumören växer och opereras. Om man lyckas hitta ett alternativ till kortison, som idag används, finns det stor potential i att behandla glioblastompatienter med virus för att bota själva tumören.

Varje år drabbas cirka 12,000 amerikaner av den allvarliga hjärtumören glioblastom. I genomsnitt överlever patienter endast åtta månader efter diagnos. Tumören operaras bort kort efter upptäckten, men den går inte att bli av med helt. I samband med operation uppstår ofta svullnad och vätskeobalans i hjärnan, vilket behandlas med kortison. Utan kortisonet riskerar det att bildas ett övertryck inuti kraniet, något som kan orsaka dödsfall.

Ny forskning visar att virusbehandling kan vara en alternativ behandlingsmetod för glioblastom som förhoppningsvis kan förlänga livslängden hos dessa patienter. Viruset får kroppens egna immunförsvar att attackera och förstöra tumören. Dessvärre hämmas viruset av det livsviktiga kortisonet, och en alternativ behandlingsmetod för svullnaden behövs. I samarbete med ett sjukhus på USAs östkust har vi undersökt om betablockerare, som idag används främst i blodtrycksreglerande syfte, skulle kunna vara ett alternativ till kortison för glioblastompatienter.

I denna retrospektiva observationsstudie har två patientgrupper mellan 2016 och 2023 observerats. De har alla drabbats av glioblastom och behandlats vid samma sjukhus i USA. Den ena patientgruppen hade andra orelaterade, underliggande sjukdomar som gjorde att de gick på betablockerare runt tiden av operationen. Genom att jämföra grupperna kunde effekten av betablockerare på tumörens svullnad observeras, vilket i detta fall bedömdes genom mängden utskrivet kortison. För att undersöka om det fanns en signifikant skillnad i utskriven kortison behövde en mängd kovariater kontrolleras för, såsom ålder, kön, tumörstorlek, genmutationer samt tumörens placering. Detta gjordes delvis via metoder som försökte skapa lika grupper i avseende av dessa kovariater: propensity score matching och inverse probability weighting, samt via klassisk linjär regression.

Slutsatsen av detta arbete var att det inte gick att se någon signifikant association mellan betablockerar-användning och utskriven kortison i samband med operation av glioblastom. Författarna är dock skeptiska till resultatets pålitlighet, till stor del på grund av osäkerheter i datan, och uppmuntrar därmed till fortsatta studier inom området. För framtida studier hade framförallt bildanalys av hjärnsvullnad givit en mer korrekt mått än utskriven kortison. Dessutom hade, om möjligt, ett slumpmässigt urval av patienter på betablockerare reducerat risken att andra sjukdomar skulle påverka studiens resultat. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Hillström, Amanda LU and Frederiksen, Hanna
supervisor
organization
course
FMSM01 20241
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
keywords
Glioblastoma, brain edema treatment, beta blocker, oncolytic virotherapy
publication/series
Master's Thesis in Mathematical Sciences
report number
LUTFMS-3504-2024
ISSN
1404-6342
other publication id
2024:E60
language
English
id
9167831
date added to LUP
2024-07-02 11:25:14
date last changed
2024-07-02 11:25:14
@misc{9167831,
  abstract     = {{Glioblastoma is a highly aggressive brain tumor that kills roughly 9,000 Americans yearly. Although a known disease for over a century, little progress has been made in treatment development. A breakthrough may be on its way as recent research suggests glioblastoma patients can be treated with virus injections, oncolytic virotherapy in medical terms. However, this treatment method is somewhat inhibited by steroids. Patients are given steroids around the time of surgery to treat the sometimes fatal fluid imbalance, edema, in the tumor region. Clinical inclinations have shown that beta blockers, normally used to treat heart conditions, could reduce the edema and at the same time allow for virotherapy, potentially prolonging the lives of glioblastoma patients. 

This thesis aims to answer the question if glioblastoma patients on beta blockers suffer less from edema at the time around brain tumor surgery. With no direct measurement of the severity of the edema being available in this study, an indirect measure, prescribed steroid (dexamethasone) dosage, is used. Through controlling for confounders in the case and control group, performing significance tests, and several linear regression models, the conclusion was that no such association could be established with the given data. Clinical inclinations seemed to depend more on the other characteristics of the treatment group such as age and extent of resection rather than the effect of the beta blocker. However, more studies need to be done before any firm conclusions can be drawn. Namely, a study of experimental nature that analyses x-rays of the tumor rather than the prescribed steroid dosage to directly observe the severity of the edema.}},
  author       = {{Hillström, Amanda and Frederiksen, Hanna}},
  issn         = {{1404-6342}},
  language     = {{eng}},
  note         = {{Student Paper}},
  series       = {{Master's Thesis in Mathematical Sciences}},
  title        = {{Blocking the swell: Beta blockers' association with brain edema for glioblastoma patients}},
  year         = {{2024}},
}