Bestimmung der biologischen Wirksamkeit der Bor-Neutroneneinfangtherapie bei Kopf-Hals-Karzinomen

• Antragsteller: Dr. Christian Schütz
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 229633114

Die Bor-Neuroneneinfang-Therapie (engl.: Boron Neutron Capture Therapy, BNCT) ist eine indirekte Strahlentherapie, welche durch die gezielte Freisetzung von dicht ionisierender Strahlung Tumorzellen zerstört. Das Isotop B-10 kann mit einer hohen Wahrscheinlichkeit von niederenergetischen Neutronen gespalten werden. Die freigesetzten Spaltfragmente sind Lithiumkerne und ý-Teilchen, welche sich durch einen hohen linearen Energieübertrag (engl.: linear energy transfer, LET) in Gewebe auf kurzer Distanz und ihre hohe biologische Wirksamkeit auszeichnen. Wenn die beschriebene Kernreaktion in einer Zelle stattfindet, kann diese selektiv zerstört werden. Der Hauptunterschied zur konventionellen Therapie mit ý-Strahlen ist dabei die Freisetzung von Strahlendosis in einem speziell definierten Gewebevolumen. Das B-10 wird durch ein spezielles Borpräparat in den Tumorzellen angereichert, welches selbst nicht radioaktiv ist.Beim therapeutischen Einsatz wird nach der Infusion eines solchen Präparates das ausgewählte Gewebeareal mit einer geringen Dosis niederenergetischer Neutronen bestrahlt, sobald die Anreicherung zwischen Tumor und tumorfreiem Gewebe am günstigsten ist. Da BNCT im Regelfall weniger als dreimal pro Patient angewendet wird, ist der körperliche und seelische Stress sehr viel geringer als bei anderen Therapieformen. Bisher wurde BNCT vor allem zur Behandlung von Hirntumoren verwendet, wobei in der jüngeren Vergangenheit auch Behandlungen von Kopf-Hals-Karzinomen in Japan, Taiwan und Finnland sehr erfolgreich waren. Dabei wurde speziell von einer erhebliche Verbesserung der Lebensqualität der Patienten berichtet.Dieses Forschungsvorhaben zielt auf zwei Parameter von hoher Bedeutung für die Behandlungsplanung der BNCT ab: Bestimmung der Aufnahme und der Verweildauer der Borpräparates p-Boronophenylalanin im Rahmen einer Studie an Gewebebiopsien, welche von Patienten erhalten werden, die sich der chirurgischen Entfernung eines Tumors unterziehen, und die Korrelation dieser Ergebnisse mit Versuchen zur Schädigung derselben Zellen, sowohl durch ý Strahlen, als auch durch Strahlung mit hohem LET.Da die Heterogenität eines Tumors der wichtigste Faktor ist, den es zu beachten gilt, werden verschiedene analytische Methoden zur Ermittlung der notwendigen Daten verwendet. Dies betrifft den Einsatz von Biomarkern zur Gewebecharakterisierung und die Bestimmung von Konzentration und Verteilung des Bors im jeweiligen Gewebe. Um die Effizienz der BNCT bei der tatsächlichen Behandlung des untersuchten Tumors zu bestimmen, wird festgestellt, welche Zellen in der Lage sind die von der Strahlung erzeugten Schäden in ihrer DNA zu verkraften.Durch die genannten Arbeiten soll es möglich werden, die Behandelbarkeit eines bestimmten Tumors durch BNCT aufgrund der freigesetzten Strahlendosis in den anvisierten Zellen zu bestimmen, da diese direkt von der angereicherten Bormenge in den Zellen und von den Strahlenschäden auf subzellulärer Ebene abhängt.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Gastgeber: Professor Dr. Garth Cruickshank