Koordinator
Thomas Schmid
Arbeitsgruppenleiter Strahlenbiologie – Partikeltherapie. Klinik und Poliklinik für RadioOnkologie und Strahlentherapie, Klinikum rechts der Isar, Technische Universität München (TUM).
Cläre von Neubeck
Translationale Partikeltherapie, Universitätsklinikum Essen, Klinik für Partikeltherapie, Westdeutsches Protonentherapiezentrum Essen.
Hintergrund und Ziele
Der Fokus des Netzwerkes „Protonen und Schwerionen“ liegt in der Aufklärung von technischen und strahlenbiologischen Unterschieden von Partikelstrahlung mit niedriger LET (z.B. Protonen, Heliumionen) und mit hoher LET (z.B. Kohlenstoffionen oder Sauerstoffionen) in der Strahlentherapie.
Partikelstrahlen haben besonders günstige physikalische Eigenschaften für die Strahlentherapie. Protonen und Schwerionen werden auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt. Aufgrund der hohen Masse haben sie nur eine minimale seitlicher Streuung. Der physikalische Vorteil der Protonen und Schwerionen ist, dass sie die Energie erst ganz am Ende ihres Weges an das Gewebe abgeben, kurz bevor sie stehen bleiben (dem Bragg-Peak). Hinter dem Bragg-Peak kommt es zu einem steilen Dosisabfall auf nahezu null, sodass hinter dem Tumor liegendes Gewebe kaum belastet wird. Bei einer konventionellen Photonenbestrahlung dagegen geht auf dem Weg durch das gesunde Gewebe viel Energie durch Streustrahlung verloren. Damit kann sowohl eine höhere Dosis im Zielvolumen erreicht werden und gleichzeitig auch die umgebenden Normalgewebe mit wesentlich geringeren Dosen belastet werden.
Abbildung 1: Tiefendosisprofile
Bis heute ist es gängige Praxis bei der Bestrahlungsplanung für die Protonentherapie eine relative biologische Wirksamkeit (RBE) von 1,1 zu verwenden, obwohl schon seit mehreren Jahren bekannt ist, dass die RBE am Bragg Peak deutlich höher sein kann.
Bei dicht-ionisierender Strahlung (hohe LET), wie den Kohlenstoffionen kommen aber auch zusätzliche strahlenbiologische Vorteile hinzu, die in der Strahlentherapie ausgenutzt werden können. Die relative biologische Wirksamkeit (RBW) von Kohlenstoff- oder Sauerstoffionen im Tumor ist im Vergleich zur Protonenstrahlung in der Regel um einen Faktor zwei bis drei höher. Durch diese erhöhte biologische Wirksamkeit führt die Bestrahlung mit Schwerionen bei mehr Tumorzellen zu einer irreparablen Schädigung des Erbguts und damit zum Tod der Tumorzelle. Zudem wirken Schwerionen auch verstärkt in hypoxischen Arealen des Tumors und schädigen nicht-teilungsaktive Zellen stärker als Photonen. Dadurch kann man auch langsam wachsende Tumoren mit geringem Zellteilungsindex erfolgreicher behandeln.
Abbildung 2: Messung der Zellmigration von Glioblastomzellen nach locker und dicht ionisierender Strahlung
Neben der unterschiedlichen Wirksamkeit der unterschiedlichen Strahlenarten wird auch die Interaktion zwischen lokaler Bestrahlung und der Behandlung mit chemotherapeutischen Agenzien in diesem Netzwerk untersucht.
Derzeitig aktive Partner des Netzwerkes sind (in alphabetischer Reihenfolge)
Für weitere Informationen klicken Sie bitte auf die Namen
- Stephanie Combs (München, TU)
- Gabriele Multhoff (München, TU)
- Verena Jendrossek (Essen)
- Claudia Rübe (Saarland)
- Jörg Pawelke (Dresden)
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Bitte unter T.E.Schmid@tum.de melden!