Klinischer Transfer von Mikro-Strahlentherapie mit einer kompakten Strahlenquelle

• Antragstellerin: Dr. Laura Eling, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie ; Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 559727057

Gehirntumoren haben nach wie vor eine schlechte Prognose, da die Strahlenempfindlichkeit des gesunden Gehirngewebes die Wirksamkeit der Tumorkontrolle durch Strahlentherapie einschränkt. In den letzten Jahrzehnten gab es nur sehr wenige therapeutische Verbesserungen. Räumlich fraktionierte Strahlentherapie (SFRT) hat sich als vorteilhaft für den Erhalt gesunden Hirngewebes erwiesen. Die Mikro-Strahlentherapie (MRT) schöpft die Vorteile von SFRT vollständig aus: Röntgenstrahlen, die in einer Reihe quasi-paralleler, mikrometerbreiter Strahlen gebündelt werden, liefern extrem hohe Strahlendosen im Mikrostrahlpfad (Spitzendosis), wohingegen eine geringe Dosis dazwischen diffundiert (Taldosis). Diese äußerst heterogene Dosisverteilung führt zu einer hervorragenden Toleranz von gesundem Hirngewebe, während eine bevorzugte abtötende Wirkung auf Hirntumoren ausgeht. MRT wurde an großen Synchrotronanlagen etabliert, die durch ultrahohe Dosisraten eine räumliche Fraktionierung des Strahls ermöglichen. Eine kompakte Röntgenquelle, die Mikrostrahlen erzeugen kann und perfekt für den Einsatz in Kliniken geeignet ist, befindet sich derzeit an der Technischen Universität München in der finalen Entwicklungsphase. Unsere Studie soll zeigen, dass MRT, unter Einsatz einer kompakten Quelle, eine relevante und realistische Alternative für die Behandlung von Hirntumoren ist. Die Finanzierung des Projekts ermöglicht somit eine Weiterentwicklung der MRT und eine Verknüpfung mit der umfangreichen Literatur zur Synchrotron-generierten MRT. Mithilfe der neuen kompakten Quelle möchten wir die Unterschiede zwischen Tumorreaktionen, die durch MRT oder durch konventionelle Strahlentherapie (ConvRT) hervorgerufen werden, aufführen. Das vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab, viele noch unbekannte biologische, immunologische und strahleninduzierte Veränderungen in der Umgebung von Hirntumoren zu offenbaren. Wir gehen davon aus, dass unterschiedliche Effekte, die durch MRT in gesunden und tumoralen Gefäßnetzwerken hervorgerufen werden, auch durch immunologische Reaktionen vermittelt werden. Unsere Hypothese ist, dass MRT aufgrund der Induktion des proinflammatorischen, antitumoralen M1-Makrophagen-Phänotyps effizienter als ConvRT ist. Im Gegensatz dazu könnte die Polarisierung von Makrophagen in den entzündungshemmenden, protumoralen M2-Phänotyp die Resistenz von Hirntumoren gegenüber herkömmlicher Strahlenexposition erklären. Mit der neuartigen MRT-Kompaktquelle können wir das aktuelle Bestrahlungsprotokoll optimieren. Sie ermöglicht die zeitliche Fraktionierung der MRT und bietet uns daher eine einzigartige Gelegenheit, die noch nie zuvor geboten wurde. Unsere Studie wird zur Vorbereitung veterinärmedizinischer Phase I MRT-Studien beitragen und den Weg für die ersten Behandlungen menschlicher Patienten ebnen. Alle aus diesem Projekt gewonnenen Informationen sind von hoher Relevanz für die Verbesserung der noch erfolglosen Behandlungsansätze gegen menschliche Hirntumoren.

• DFG-Verfahren: WBP Stelle