Hochaufgelöste magnetresonanztomographische Untersuchungen standardisierter Xenograft-Plattenepithelkarzinome: Morphologische und funktionelle Charakterisierung des Tumor-Mikromilieus

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Flentje
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 29774492

• Erstellungsjahr: 2016

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Im vorliegenden Teilprojekt des Paketantrages „Bedeutung der Hypoxie und des metabolischen Mikromilieus für die Strahlentherapie solider Tumoren“ wurde der Zusammenhang zwischen Hypoxie, Parametern des Mikromilieus und der Strahlensensitivität von verschiedenen standardisierten Xenograft-Tumormodellen mit unterschiedlichen Messmethoden der Kernspinresonanz in vivo analysiert. Bei einer Feldstärke von 17.6 T wurden 10 Xenograft Plattenepithelkarzinomlinien untersucht. Die Tumoren wurden danach histologisch in Dresden und biochemisch in Mainz aufgearbeitet. Dabei sind von uns radiobiologisch relevante Parameter (Reoxygenierung, Perfusion und Laktatgehalt) bestimmt und mit der Histologie (Goldstandard) und der Strahlenempfindlichkeit einer fraktionierten Radiotherapie korreliert worden. Die in vivo T2*-Aufnahmen (Korrelat der Oxygenierung), die Pefusionsmessungen sowie die Laktatbildgebung waren dabei prädiktiv für die Wirksamkeit der Strahlentherapie bei diesen Tumoren. Im weiteren wurden Messprotokolle entwickelt, die bei geringerer Feldstärke entsprechende Messungen in Patienten erlauben. Besondere Bedeutung hatten dabei die Verkürzung von Messzeit und die Elimination von Bewegungsartefakten, was die Erzeugung von kompletten Volumendatensätzen und 4D-Messungen erlaubte, wie sie für die Zielvolumendefinition in der Bestrahlungsplanung benötigt werden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Short-echo spectroscopic imaging combined with lactate editing in a single scan. NMR Biomed. 2008; 21: 1076-1086
  Melkus G, Mörchel P, Behr VC, Kotas M, Flentje M, Jakob PM
  
• Monitoring of tumor oxygenation changes in head-and-neck carcinoma patients breathing a hyperoxic hypercapnic gas mixture with a noninvasive MRI technique. Strahlenther Onkol. 2009 185(1):19-26
  Kotas M, Schmitt P, Jakob PM, Flentje M
  
• Sensitive J-coupled metabolite mapping using Sel-MQC with selective multi-spin-echo readout. Magn Reson Med. 2009 62(4):880-7
  Melkus G, Mörchel P, Behr VC, Kotas M, Flentje M, Jakob PM
  
• Correlating quantitative MR measurements of standardized tumor lines with histological parameters and tumor control dose. Radiother Oncol. 2010 Jul;96(1):123-30
  Mörchel P, Melkus G, Yaromina A, Zips D, Baumann M, Jakob PM, Flentje M
  
• T-one insensitive steady state imaging: a framework for purely T2-weighted TrueFISP. Magn Reson Med. 2012 68(2):409-20
  Schmitt P, Jakob PM, Kotas M, Flentje M, Haase A, Griswold MA
  
• DC-gated High Resolution 3D lung imaging during free-breathing. J Magn Reson Imaging 37(3):727-73; 2013
  Weick et al.
  
• Free breathing 1H MRI of the human lung with an improved radial turbo spin-echo. MAGMA. 2015 Jun;28(3):227-38
  Völker M, Ehses P, Weick S, Breuer FA, Blaimer M, Hintze C, Biederer J, Jakob PM
  
• Desynchronization of Cartesian k-space sampling and periodic motion for improved retrospectively self-gated 3d lung MRI using Quasi-Random numbers Magnetic Resonance in Medicine 2016
  Weick et al.