Exzellenz schaffen – Talente sichern! Bundesregierung fördert Spitzenforschung in Dresden

Dresdener Forschungszentrum Rossendorf ist wichtiger Partner im neuen Zentrum für Innovationskompetenz für Medizinische Strahlenforschung in der Onkologie (OncoRay) in Dresden

Typische Untersuchungssituation – der PET-Tomograph im Forschungszentrum Rossendorf
Die Vision des Dresdener Zentrums für Innovationskompetenz (ZIK) für Medizinische Strahlenforschung in der Onkologie (OncoRay) ist es, die Heilung von Krebserkrankungen durch eine optimale individualisierte Strahlentherapie zu verbessern, indem die unterschiedliche Strahlenempfindlichkeit von Tumoren berücksichtigt wird und modernste Bestrahlungstechnologie zum Einsatz kommt. In diesem neuen Zentrum ist das Forschungszentrum Rossendorf (FZR) offizieller Kooperationspartner der Technischen Universität Dresden und des Universitätsklinikums – der Vertrag wurde bereits im Januar unterzeichnet – und stellt sein Know-how sowie seine exzellente Infrastruktur für das Vorhaben zur Verfügung.

Grundlage für eine adaptierte Strahlentherapie sind funktionell-biologische Daten, die (kombiniert mit anatomischer Bildinformation) in die Bestrahlungsplanung Eingang finden. Die herausragende Methode zur Gewinnung solcher Information ist die Positronen-Emissions-Tomographie, welche in Rossendorf im gemeinsam mit dem Uniklinikum betriebenen medizinischen Forschungs- und Diagnose-Zentrum für Positronen-Emissions-Tomographie (PET-Zentrum Rossendorf) genutzt wird. Das PET-Verfahren zeigt Stoffwechselvorgänge im Körper quantitativ und millimetergenau auf und weist damit auch kleine Metastasen nach. Bei der PET werden radioaktiv markierte Moleküle, z.B. Zucker, in extrem geringen Konzentrationen in das Blut des Patienten injiziert. Da Krebszellen einen hohen Zuckerstoffwechsel haben, sammeln sich diese so genannten „Tracer“ dort an und strahlen Positronen ab, deren Zerfall registriert wird und woraus mit aufwendigen Rechenprogrammen dreidimensionale Bilder der regionalen Verteilung der Tracer erzeugt werden. Zur experimentellen Ausstattung des PET-Zentrums gehört seit kurzem zudem ein micro-PET-Gerät zur Untersuchung kleiner Versuchstiere; in ganz Europa existieren derzeit lediglich rund 10 solcher Geräte.

Das PET-Zentrum Rossendorf unter der Leitung von Prof. Jörg van den Hoff verfolgt Forschungsarbeiten, die eng mit den Fragestellungen des ZIK verzahnt sind: so interessiert sich das interdisziplinäre Team für die Integration des „Molecular Imaging“ (Bildgebung von auf molekularer Ebene ablaufenden Prozessen) in die Bestrahlungsplanung für den Patienten und für die genaue Kontrolle der Behandlung während und nach der onkologischen Therapie. Eine Schlüsselrolle in der PET-Forschung im FZR nimmt die Entwicklung von radioaktiven molekularen Sonden („Radiotracer“) ein. Um Radiotracer entwickeln zu können, die mit hoher Affinität an einen Tumor im Organismus binden, sind genaue Kenntnisse von Transport, Stoffwechsel und Signalübermittlung an unterschiedlichen Gewebearten nötig. Auch diese „Modelling“ genannte Fachrichtung wird im FZR durch Wissenschaftler vertreten, die in Deutschland auf ihrem Gebiet führend sind.

Umfangreiche Erfahrungen in der Dosislokalisation bei einer speziellen Form der Strahlentherapie hat sich die Gruppe um Dr. Wolfgang Enghardt durch die Mitarbeit beim deutschen Schwerionen-Tumor-Therapie-Projekt erworben. Man spricht hierbei von tumorkonformer Radiotherapie, da die Bestrahlung mit schweren Ionen als Präzisionsbestrahlung auch die Behandlung von Tumoren in der Nähe von äußerst empfindlichen Organen zulässt. Die Rossendorfer Forscher sorgen mit der hochmodernen Methode der In-beam-Positronen-Emissions-Tomographie (In-beam-PET) dafür, dass die gesamte Strahlung präzise das Tumorgewebe trifft. Dabei handelt es sich um ein nicht-invasives, den Patienten nicht-belastendes, dreidimensionales Bildverfahren, welches die Eindringtiefe der Ionen in das Gewebe und die gesamte bestrahlte Region des Körpers darstellt.

Für das ZIK OncoRay hat das Forschungszentrum Rossendorf mit seinem neuen supraleitenden Elektronenbeschleuniger ELBE noch mehr zu bieten: Dort können moderne strahlentherapeutische Verfahren vor der klinischen Anwendung tierexperimentell erprobt werden. Der Elektronenstrahl von ELBE weist einzigartige Qualitätsmerkmale auf, die für diese Forschungsrichtung wesentlich sind: er ist fein fokussierbar, und er ist präzise zu führen. Dieser Elektronenstrahl erlaubt es, den individuellen Tumor, der aus biologischer Sicht nicht homogen ist, mit einer an seine innere Struktur angepassten, ebenfalls nicht homogenen Dosisverteilung zu bestrahlen und so das Therapieverfahren zu optimieren.

Das ZIK für Medizinische Strahlenforschung in der Onkologie (OncoRay) hat sich das ehrgeizige Ziel gesetzt, in den nächsten 10 Jahren zu den 10 weltweit führenden Zentren auf diesem Gebiet zu zählen. Das Forschungszentrum Rossendorf in Dresden wird dieses Ziel mit allen Kräften unterstützen.

Ansprechpartner im FZR:

Dr. Wolfgang Enghardt, Abteilungsleiter Strahlungsphysik
Institut für Kern- und Hadronenphysik
Tel.: 0351 260-3653; Email: W.Enghardt@fz-rossendorf.de

Prof. Dr. Jörg van den Hoff, Leiter PET-Zentrum Rossendorf
Institut für Bioanorganische und Radiopharmazeutische Chemie
Tel.: 0351 260 -2621; Email: J.van_den_hoff@fz-rossendorf.de