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Erwärmen und bestrahlen: Neues Verfahren soll Tumore gezielter bekämpfen

10.10.2016

Durch die Kombination von Strahlentherapie und fokussiertem Ultraschall wollen Forscher Tumorerkrankungen in Zukunft effektiver behandeln. Am 1. Oktober 2016 startete dazu das Kooperationsprojekt SONO-RAY des Innovationszentrums für computerassistierte Chirurgie (ICCAS) der Universität Leipzig und des OncoRay - Nationales Zentrum für Strahlenforschung in der Onkologie in Dresden. Das Projekt wird rund sechs Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

Eine Strahlentherapie ist dann besonders wirksam, wenn das Tumorgewebe gut durchblutet und mit Sauerstoff versorgt ist. Oft sind Tumore jedoch schlecht durchblutet, teils enthalten sie große sauerstoffarme Areale.


Schematische Darstellung zur Anwendung des fokussierten Ultraschalls im MRT

Fraunhofer MEVIS


Innovative Strahlentherapie mit Protonen

Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden

"Wir können diese Bereiche gezielt erwärmen. Sie werden so besser durchblutet und die Strahlentherapie kann effektiver wirken", erklärt Prof. Dr. Andreas Melzer, Projektleiter von SONO-RAY und Direktor des ICCAS, das Ziel des weltweit einmaligen Forschungsprojekts. "SONO-RAY verknüpft das exzellente Wissen zur Ultraschallbehandlung in Leipzig und die herausragende Forschung auf dem Gebiet der Strahlentherapie in Dresden.

So können wir die innovative Kombinationsmethode umfassend erforschen und neue Chancen für die Krebstherapie eröffnen", sagt Strahlentherapie-Expertin Prof. Dr. Mechthild Krause, Wissenschaftliche Direktorin des OncoRay und Projektleiterin von SONO-Ray auf Dresdner Seite.

Bewährte Behandlungen neu kombiniert

Beide Verfahren - die Strahlentherapie und der fokussierte Ultraschall - werden bereits einzeln in der Tumorbehandlung angewandt. Neu ist die Kombination beider Therapieformen, die in ihren Grundlagen noch nicht ausreichend erforscht ist. "Mithilfe des fokussierten Ultraschalls sind wir in der Lage, nur bestimmte Bereiche im Körper zu erwärmen. Auch die Strahlentherapie ist eine lokale, sehr präzise Therapieform", sagt Prof. Dr. Andreas Melzer. "Durch die Kombination beider Behandlungsmethoden hoffen wir, sehr viel mehr Tumorzellen zu zerstören oder eine gleichbleibendes Ergebnis bei geringerer Strahlendosis zu erzielen", erläutert Prof. Dr. Mechthild Krause die Vorzüge der neuen Methode.

Wärme noch gezielter einsetzen

Beim Erwärmen bestimmter Körperbereiche mit klassischen Methoden, der sogenannten Hyperthermie, ist die genaue Verteilung der Temperatur in dem behandelten Körperbereich oft nur ungenau bekannt und die Effekte auf Tumoren und gesunde Gewebe sind nur schwierig vorauszusagen. Beim fokussierten Ultraschall - einer besonderen Form der Hyperthermie - wird der Schall soweit verstärkt und auf einen Punkt ausgerichtet, dass sich das Gewerbe nur dort erwärmt.

Somit kann die Temperatur so verteilt werden, dass die gesunden Zellen sie noch gut vertragen, aber die Tumorzellen geschädigt werden. Im Rahmen des Projekts wird die Wärmebehandlung durch Magnetresonanztomographie (MRT) genau geplant und überwacht.

Strahlen- und Wärmetherapie wechselseitig stärken

Die Strahlentherapie ist neben der Chirurgie und der Systemtherapie heute eine tragende Säule der Krebsbehandlung. Sie bewirkt Strukturveränderungen im Erbgut, wodurch die Tumorzellen ihre Teilungsfähigkeit verlieren und absterben. Die Strahlentherapie ermöglicht die lokale Behandlung oberflächlicher und tiefliegender Tumoren.

Mithilfe moderner, bildgeführter Präzisons-Bestrahlungstechniken ist es möglich, Tumoren zielgerichtet mit hohen Dosen zu behandeln. Gleichzeitig lässt sich das umliegende gesunde Gewebe weitestgehend vor bleibenden Schäden schützen. Nicht immer reicht aber die Strahlendosis aus, um den Tumor zu vernichten.

Die SONO-RAY-Wissenschaftler in Dresden und Leipzig erwarten, dass sich durch die Kombination von Wärme- und Strahlenbehandlung die therapeutische Wirkung beider Verfahren steigern lässt. Sie wollen die innovative Kombinationstherapie zunächst im Labor erforschen. In etwa drei Jahren soll die Methode auch klinisch getestet werden.

Sowohl das OncoRay als auch das ICCAS sind Zentren für Innovationskompetenz (ZIK), die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Initiative Unternehmen Region gefördert werden, um Spitzenforschung in den Neuen Ländern voranzutreiben. Beide Zentren schließen sich für das Projekt SONO-RAY nun zu einem Meta-ZIK zusammen.

Das ICCAS ist eine Einrichtung der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig. Das OncoRay - Nationales Zentrum für Strahlenforschung in der Onkologie wird vom Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, der Medizinischen Fakultät der Technischen Universität Dresden und dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) getragen. Die Projektlaufzeit für SONO-RAY beträgt drei Jahre, das Vorhaben wird mit rund sechs Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

Weitere Informationen:

http://www.iccas.de/

http://www.oncoray.de/

Dr. Katarina Werneburg | Universität Leipzig

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