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Quantifizierung von Tumorcharakteristika mittels MRT zur Tumorcharakterisierung und Therapieevaluation

Antragstellerin Dr. Mirjam Gerwing
Fachliche Zuordnung Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
Förderung Förderung von 2020 bis 2022
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 446302350
 
Erstellungsjahr 2023

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Im klinischen Alltag werden die Effekte von Tumortherapien meist mit der Bestimmung des Durchmessers von Tumorläsionen evaluiert, welcher zwischen der initialen Bildgebung und den Folgeuntersuchungen nach Therapiebeginn verglichen wird. Diese Analyse von konventionellen Computertomographie- oder Magnet-Resonanz-Tomographie-Untersuchungen ermöglicht eine valide Beurteilung der Effekte klassischer zytotoxischer Tumortherapien. Neue, zielgerichtete Therapien beeinflussen jedoch gezielte Tumorcharakteristika wie Blutgefäße oder tumor-assoziierte Immunzellen. Eine effektive Therapie mit solchen modernen Tumortherapien beeinflusst in der Regel nicht primär die Größe der Tumorläsionen, intra-tumorale Veränderungen wie Einblutungen oder ein Ödem können sogar zu einer Zunahme der Tumorgröße führen, ein Phänomen was als „Pseudoprogress“ bezeichnet wird. Das Ziel dieses Projekt war es, dedizierte MRT-Protokolle zu etablieren, welche eine gezielte Beurteilung von speziellen Tumorcharakteristika und deren Veränderungen unter Therapie mit dem Multikinaseinhibitor Sorafenib, welcher gegen die pathologischen tumoralen Blutgefäße gerichtet ist, und einer Kombination aus zwei verschiedenen Immuncheckpoint-Inhibitoren ermöglicht. In einem ersten Schritt wurden zwei verschiedene murine Brustkrebsmodelle im Verlauf des Tumorprogresses untersucht, mit einem ausführlichen MRT-Protokoll und der Injektion des Albumin-bindenden Kontrastmittels Gadofosveset. Die Ergebnisse ermöglichten die nicht-invasive Differenzierung zwischen dem niedrig malignen 67NR und dem hoch malignen 4T1 Tumormodell, sowie die Charakterisierung der Tumore bezüglich der Verteilung intra-tumoraler Flüssigkeiten, der Heterogenität und der endothelialen Permeabilität. Eine vergleichbare MRT-Untersuchung ermöglichte es ebenso die Therapieeffekte der oben genannten Therapien zu evaluieren, mit sichtbaren Effekten auf die endotheliale Permeabilität, dargestellt mithilfe von Gadofosveset, sowie der intratumoralen Heterogenität. Eine spezifische MRT-Sequenz ermöglichte ebenso die nicht-invasive Bestimmung der mittleren Zellgröße des Gewebes. Da Makrophagen größer und T-Zellen kleiner als Tumorzellen sind, führen Veränderungen der Immunzellzusammensetzung in Tumoren zu einer Veränderung des mittleren Zellradius. Daher können mit dieser Untersuchung Unterschiede in der Immunzellzusammensetzung im Rahmen des Tumorprogresses differenziert werden, ebenso die Infiltration von T-Zellen nach Immuncheckpoint-Inhibition. In einem letzten Subprojekt wurde das metabolische Profil von Tumoren mit dem sogenannten „Chemical Exchange Saturation Transfer“ (CEST) – MRT bestimmt, welches es ermöglicht, die Veränderungen drei verschiedener Metabolite ohne die Notwendigkeit einer Strahlenexposition zu untersuchen. Diese Untersuchungen zeigten nicht nur Veränderungen unter Tumorprogression, mit zunehmenden Nekrosen in hoch malignen 4T1 Tumoren, sondern auch therapie-assoziierte Veränderungen nach Immuncheckpoint-Inhibition.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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