Chemical exchange sensitive MRT als Biomarker für frühes Therapieansprechen bei Gliompatienten

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Daniel Paech
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik ; Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445704496

Die frühe Beurteilung des Therapieansprechens von Hirntumorpatienten nach Radiochemotherapie ist gegenwärtig eine der größten klinischen Herausforderungen der Neuroonkologie, da die Gadolinium-verstärkte Magnetresonanztomographie (MRT) keine sichere Unterscheidung von therapieassoziierten Veränderungen und Tumorprogression erlaubt. Diese diagnostische Unsicherheit reduziert das therapeutische Fenster für patientenindividuelle Behandlungsstrategien erheblich, was auf Grund der häufig frühen Krankheitsprogression besonders problematisch ist.Die „chemical exchange“ (CE)-sensitive MRT hat sich in den letzten Jahren zu einem bedeutenden Kontrastmechanismus zur hochaufgelösten Detektion von niedrig konzentrierten Metaboliten entwickelt. Großes Potential zur Verbesserung der onkologischen Diagnostik wird insbesondere der CE-sensitiven MRT von endogenen Proteinen und exogen verabreichter Glukose beigemessen.Unsere Arbeitsgruppe hat während der letzten Jahre wesentliche Entwicklungen auf dem Gebiet der CE-sensitiven MRT bei 7.0 Tesla (7T) geleistet, die eine Steigerung der Spezifität bei der in vivo Detektion von Proteinen ermöglichten. Pilotstudien bei Gliompatienten zeigten, dass die gemessenen Proteinsignaländerungen in Tumoren mit dem Therapieansprechen der Patienten assoziiert waren. Darüber hinaus konnte unsere Arbeitsgruppe erstmals intravenös verabreichte Glukose als exogenes, CE-sensitives Kontrastmittel in einer Kohorte von Gliompatienten bei 7T erfolgreich untersuchen.Da diese Pilotstudien am Ultrahochfeld-MRT durchgeführt wurden, konnte der klinische Nutzen der CE-sensitiven MRT bisher nicht ermittelt werden. Daher ist das zentrale Ziel des Antrags, diese Methoden an klinische Geräte (3T) zu übertragen und das Potential dieser neuen Biomarker zur Beurteilung von frühem Therapieansprechen bei Gliompatienten zu untersuchen. Das erste Hauptziel ist es die etablierte CE-sensitive Protein MRT-Sequenz in das Untersuchungsprotokoll von Hirntumorpatienten zu implementieren, um frühes Therapieansprechen bei Gliompatienten (n=200) nach Radiochemotherapie prospektiv zu untersuchen. Ferner werden Hypothesen-generierende Pilotstudien zur frühen Therapiebeurteilung bei Gliompatienten mittels der etablierten Glukose-verstärkten CE-sensitiven MRT bei 7T durchgeführt (n=30). Das zweite Hauptziel besteht in der Translation der Glukose-verstärkten CE-sensitiven MRT zu 3T, zusammen mit einem systematischen Ansatz zur Steigerung des Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisses und der methodischen Robustheit. Es wird erwartet, dass die Informationen über den Tumorproteingehalt und die Glukoseaufnahme eine frühzeitige Stratifizierung von Patienten hinsichtlich des Therapieansprechens nach Radiochemotherapie ermöglichen. Der resultierende Zeitgewinn für patientenindividuelle Therapien würde die klinische Nachsorge und Prognose von Gliompatienten maßgeblich verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Dr. Steffen Görke; Professor Dr. Mark E. Ladd; Professor Dr. Heinz-Peter Schlemmer