Bildgestützte Hochpräzisionsbestrahlungsanlage für Tumore in Kleintieren

• Fachliche Zuordnung: Medizin
• Förderung: Förderung in 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 245712182

• Erstellungsjahr: 2017

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Das Hoch-Präzisions-Bestrahlungsgerät SARRP ist notwendig, um kleinste Tumor- und/oder Normalgewebsvolumina in Mäusen und Ratten mit hoher Präzision zu bestrahlen und somit die Situation im klinischen Alltag der Strahlentherapie exakt zu simulieren. Aufgrund der CT-bildgestützten Zielvolumendefinition ist es mit Hilfe dieses Gerätes möglich, Bestrahlungen von Tumoren und Organsystemen in Kleintieren im sub-mm-Bereich durchzuführen. Eine der von uns im Rahmen eines EU-Konsortiums bearbeiteten wissenschaftlichen Fragestellungen, beschäftigte sich mit dem Einfluss einer Teilherzbestrahlung auf das Gefäßsystem und auf die umliegenden Normalgewebe wie z.B. der Lunge. Diese Fragestellung hat große wissenschaftliche Relevanz, um zukünftig chronische Strahlenschäden am Herzen und der Lunge, wie sie nach Bestrahlung von Patientinnen mit linksseitig lokalisiertem Brustkrebs auftreten können zu vermeiden. Ein weiterer Forschungsaspekt, der im Rahmen einer BMBF Initiative bearbeitet wird, beschäftigt sich mit der Untersuchung von strahleninduzierten, immunmodulatorischen Effekten nach hyper- bzw. hypofraktionierten Strahlenbehandlungsschemata. In orthotopen und spontanen Tumormausmodellen (z.B Brustkrebs, Glioblastom, Hautkrebs) war es möglich, klinisch relevante Strahlendosen und innovative Strahlenschemata in Tiermodellen zu testen. Weiterführende Arbeiten zielen darauf ab, strahlentherapeutische Ansätze mit anderen Therapien wie z.B. Zell-Antikörper- oder Immuncheckpoint Inhibitor Therapien sinnvoll zu kombinieren, um somit die Effizienz der Strahlentherapie von Patienten noch weiter zu verbessern. Im Rahmen einer laufenden SFB Initiative (SFB824/3) wird das Therapieansprechen nach Strahlenbehandlung von Mäusen mit Hilfe modernster bildgebender Verfahren wie z.B. MR, FMT, CT und PET-CT in Tumormausmodellen engmaschig untersucht. Dieser Ansatz verfolgt das Ziel, bei Tumorpatienten im Therapieverlauf möglichst rasch Therapieanpassungen vorzunehmen. Zusammenfassend können mit Hilfe des SARRP Geräts bislang ungeklärte Fragen in der modernen Hochpräzisionsbestrahlung in klinisch relevanten Tumormausmodellen untersucht werden und strahleninduzierte Schäden am Normalgewebe charakterisiert werden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• A hypoxiainduced decrease of either MICA/B or Hsp70 on the membrane of tumor cells mediates immune escape from NK cells. Cell Stress Chaperones (1)20: 139-147, 2015
  Schilling D, Tetzlaff F, Konrad S, Li W, Multhoff G
  
• Comparative analysis of the effects of radiotherapy versus radiotherapy after adjuvant chemotherapy on the composition of lymphocyte subpopulations in breast cancer patients. Radiother Oncol 118(1): 176-180, 2015
  Sage EK, Schmid TE, Sedelmayr M, Gehrmann M, Geinitz H, Duma MN, Combs SE, Multhoff G
  
• Correlation of Hsp70 levels with gross tumor volume and composition of lymphocyte subpopulations in patients with squamous cell and adeno non-small cell lung cancer. Front Immunol 6: 556, 2015
  Gunther S, Ostheimer C, Stangl S, Specht HM, Mozes P, Jesinghaus M, Vordermark D, Combs SE, Peltz F, Jung MP, Multhoff G
  
• Imaging of Hsp70-positive tumors with cmHsp70.1 antibody-conjuigated gold nanoparticles. Int J Nanomedicine 10: 5687-5700, 2015
  Gehrmann MK, Kimm MA, Stangl S, Schmid TE, Noël PB, Rummeny E, Multhoff G
  
• NZ28- induced inhibition of HSF1, SP1 und NF-kB triggers the loss of the natural killer cell-activating ligands MICA/B on human tumor cells. Cancer Immunol Immunother 64: 599-608, 2015
  Schilling D, Kühnel A, Tetzlaff F, Konrad S, Multhoff G
  
• Sensitizing tumor cells to radiation by targeting the heat shock response. Cancer Lett 360(2): 294-301, 2015
  Schilling D, Kühnel A, Konrad S, Tetzlaff F, Bayer C, Yaglom J, Multhoff G
  
• Heat shock protein-peptide and HSP- based immunotherapies for the treatment of cancer. Front Immunol 7: 171, 2016
  Shevtsov M, Multhoff G
  
• Rationale of hyperthermia for radio(chemo)therapy and immune responses in patients with bladder cancer: Biological concepts, clinical data, interdisciplinary treatment decisions and biological tumour imaging. Int J Hyperthermia 32(4): 455-463, 2016
  Multhoff G, Habl G, Combs SE
  
• Effects of definitive and salvage radiotherapy on the distribution of lymphocyte subpopulations in prostate cancer patients. Strahlenther Onkol: 2017
  Sage EK, Schmid TE, Geinitz H, Gehrmann M, Sedelmayr M, Duma MN, Combs SE, Multhoff G