zum Inhalt springen
Powered by

ERC-Grant für die individualisierte Strahlentherapie der Zukunft

Bessere Heilungschancen für Krebspatienten mit der ganz individuellen, für jeden einzelnen optimierten Strahlendosis - das ist das große Ziel von Dr. Daniela Thorwarth, Sektionsleiterin der Biomedizinischen Physik in der Universitätsklinik für Radioonkologie in Tübingen. Die Wissenschaftlerin erhält dafür jetzt die hochdotierte Forschungsförderung des Europäischen Forschungsrates, den „ERC Starting Grant“. Mit Hilfe der Gelder soll die Tumorbehandlung wesentlich verbessert werden, ohne aber die Nebenwirkungen zu steigern.

Dr. Daniela Thorwarth ist Physikerin und leitet seit 2012 die Sektion für Biomedizinische Physik an der Universitätsklinik für Radioonkologie in Tübingen. Sie erhielt nun den „ERC Starting Grant“, eine hochdotierte Forschungsförderung des Europäischen Forschungsrates, für ihr Projekt zur individualisierten Strahlentherapie. © Universität Tübingen

Mit den „Starting Grants“ der EU werden junge, europäische Forscher für eine Dauer von fünf Jahren unterstützt, die bereits herausragende Leistungen auf ihrem Gebiet erbracht haben. Die hochdotierte Forschungsförderung mit einem Projektvolumen von bis zu 1,54 Millionen Euro erhalten die exzellenten Nachwuchswissenschaftler für besonders innovative Ideen in ihren Projekten: Die EU verfolgt dabei explizit das Prinzip „high risk – high gain“. Gefördert werden also Projekte, die durchaus das nötige Innovationspotenzial aufweisen, um zu einem Paradigmenwechsel auf ihrem Gebiet führen zu können.

Dr. Daniela Thorwarth, Physikerin mit dem Spezialgebiet Medizinische Physik und seit 2012 Leiterin der Sektion Biomedizinische Physik in der Universitätsklinik Tübingen, erhält einen „Starting Grant“ für ihr Projekt „bio-iRT: Biologisch individualisierte Strahlentherapie auf Basis multi-parametrischen Tumor-Profilings“. Was überaus kompliziert klingt, beinhaltet Arbeiten auf dem Gebiet der Hochpräzisionsstrahlentherapie, die erreichen wollen, dass Strahlentherapie für Krebspatienten präziser und nebenwirkungsärmer, aber gleichzeitig auch wirksamer wird: Weg von der Dosisverschreibung, die sich nur auf anatomische Daten stützt, wie dies heute praktiziert wird, hin zu einer biologisch individualisierten Strahlentherapie für jeden einzelnen Patienten, Tumor und Gewebeabschnitt.

Bisherige anatomiebasierte Dosisverschreibung zu wenig wirksam

Schematische Darstellung der Projektidee: Die Ergebnisse sollen in einigen Jahren eine individualisierte Dosisverschreibung der Strahlentherapie für Tumorpatienten ermöglichen. Damit soll die Behandlung von Krebserkrankungen wesentlich verbessert werden, ohne aber gleichzeitig mehr Nebenwirkungen zu haben. © Universität Tübingen

Heutzutage werden bereits viele Krebspatienten standardmäßig mit Hilfe der Strahlentherapie behandelt – allein oder in Kombination mit chirurgischen Eingriffen oder Chemotherapien. Bisher kann jedoch bei vielen Krebsarten nur einem Bruchteil der Patienten geholfen werden, bei fortgeschrittenen Kopf-Hals-Tumoren beispielsweise nur der Hälfte der Betroffenen. Grund hierfür sind individuelle, biologische Resistenzmechanismen der Gewebe, wie zum Beispiel Sauerstoffarmut in den entarteten Zellen.

Zudem wird vor Beginn einer Strahlentherapie der Tumor heute meist lediglich anatomisch charakterisiert und daraus auf die nötige Dosis geschlossen, mit dieser dann homogen bestrahlt wird. Das heißt, es wird vor Therapiebeginn mittels Computertomografie die Größe bestimmt und eventuell noch mit einer Biopsie die Art des Tumors ermittelt. Dies ist den Tübinger Wissenschaftlern viel zu wenig. Sie wollen erreichen, dass jeder einzelne Tumor in Zukunft mit Informationen aus Bildgebung und Molekularbiologie ganz gezielt lokal behandelt werden kann.

Die Zukunft gehört der biologisch individualisierten Strahlentherapie

Patient mit Kopf-Hals-Tumor, der mit einer Maske zur präzisen Lagerung in Behandlungsposition im Bestrahlungsraum fixiert wurde. © Universität Tübingen

Im Zusammenhang mit der Bestrahlung von Tumoren beschäftigen sich die Wissenschaftler um Thorwarth schon seit einiger Zeit mit der Entwicklung neuer technologischer Aspekte und Techniken, zum Beispiel präziseren Strahlungsquellen oder Computeralgorithmen zur individuellen Ermittlung der Strahlendosierung.

Mit der EU-Förderung kann das Forschungsprojekt nun um zahlreiche Parameter erweitert werden, beispielsweise der Integration zusätzlicher Bildgebungsverfahren und biologischer Merkmale der Strahlungssensibilität von Tumorzellen. „Momentan sind wir noch in der Vorbereitungsphase der Versuche. Ab 2014 wollen wir dann mit einer großen Untersuchungsreihe zur individuellen Charakterisierung von Tumoren starten“, so Thorwarth. „Wir wollen viele neue Parameter mit einbeziehen und herausfinden, welche funktionellen, strahlenbiologischen Merkmale die Krebszellen aufweisen, um dann die geeigneten, individuellen Methoden in Form von Bestrahlung zur Gegenwehr dazu zu entwickeln“, erklärt die Wissenschaftlerin. „Damit könnten wir dann jeden einzelnen Tumor genau so behandeln, wie er es braucht.“ Kombiniert werden die biologischen Untersuchungen mit funktioneller Bildgebung, bestehend aus Positronen-Emissions-Tomografie (PET) und funktioneller Magnetresonanztomografie (fMRT). Zum Forschungsprojekt wird ebenfalls ein großer statistikbezogener Part gehören, um die enorme Menge an erwarteten Daten zu verarbeiten. Dies ist weltweit eine der ersten Studien, die so viele Parameter aus Biologie und funktioneller Bildgebung in einem Modell vereinen wird.

Klinische Anwendungsversuche nach kurzer Zeit

Das große Ziel der Tübinger Radioonkologen: So könnte in Zukunft die biologisch individualisierte Strahlentherapie aussehen. Computertomografischer Schnitt eines Patienten mit Kopf-Hals-Tumor, der mit Informationen über eine eventuelle Sauerstoffarmut im Tumor aus einer funktionellen Positronen-Emissions-Tomografie (PET, farbcodiert) überlagert wird. Ausgehend von der Information aus der PET wurde die Strahlendosis im Sauerstoffmangel-Bereich des Tumors angepasst. Farbige Linien stellen Isodosislinien dar. © Universität Tübingen

Im Gegensatz zu früheren Untersuchungen von Thorwarth werden die Ergebnisse der jetzt geplanten Studie zunächst nicht anhand von Patientendaten gewonnen, sondern die Wissenschaftler werden Kleintiermodelle verwenden, denen Tumoren implantiert wurden. Dabei ist die Besonderheit gegenüber anderen Studien, dass die vielen verschiedenen Parameter in ein einziges mathematisches Modell integriert werden sollen, das dann die individuelle Dosisverschreibung erlaubt: lokal und biologisch individuell.

Bereits in fünf Jahren rechnen die Wissenschaftler mit ersten konkreten Ergebnissen. „Die individuelle Strahlentherapie wird dann zwar noch nicht zum Standard gehören. Wir hoffen aber, dass wir in den beiden letzten Jahren des fünfjährigen Projekts im Rahmen einer kleinen Patientenstudie die klinische Anwendbarkeit nachweisen können“, so Thorwarth. „Ob wir den erhofften Paradigmenwechsel in der Strahlentherapie von der anatomiebasierten Dosisverschreibung hin zur biologisch individualisierten Therapie herbeiführen können, wissen wir natürlich heute noch nicht. Wir werden aber in jedem Fall wichtige neue Aussagen zur funktionellen Bildgebung, Tumorbiologie und deren Zusammenspiel mit der Strahlentherapie machen können“, erklärt die Sektionsleiterin.

Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/fachbeitrag/aktuell/erc-grant-fuer-die-individualisierte-strahlentherapie-der-zukunft