Neuartige Technologie zur Bestrahlung von Tumoren in situ
Die Strahlentherapie ist eine etablierte Methode zur Krebsbehandlung. Es erfolgt, indem es Tumorzellen ionisierender Strahlung unterzogen, ihr genetisches Material beschädigt und den Tumor idealerweise beseitigt. Forscher haben seit langem an Methoden gearbeitet, um bei Tumoren so viel Strahlung wie möglich zu lenken und gleichzeitig Schäden am umgebenden Gewebe zu vermeiden, aber bisher hat es sich als unmöglich erwiesen, Schäden an Haut und gesunden Organen bei der Behandlung interner Tumoren zu verhindern.
Schäden am umgebenden Gewebe verhindern
Um dieses Problem zu lösen, haben Professor Anke-Susanne Müller und Professor Matthias Fuchs vom Kit’s Institute for Beam Physics and Technology (IBPT) und Professor Oliver Jäkel aus der DKFZ zusammengestellt, um einen neuartigen Elektronenbeschleuniger für Strahlentherapie zu entwickeln. Bestehende Strahlentherapiegeräte erreichen ihre Grenzen und die Möglichkeiten zur Verbesserung sind weitgehend erschöpft, sodass die Forscher eine neue Methode anwenden wollen.
Wir verwenden hochintensives Laserlicht, um die Elektronen über sehr kurze Strecken nahezu die Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen. „
Professor Matthias Fuchs, Kit’s Institute for Beam Physics and Technology
Die Elektronen richten sich direkt auf Tumoren mit dem Ziel, sie zu zerstören. Der lichtgetriebene Mechanismus könnte eine tausendfache Verringerung der Größe eines Elektronenbeschleunigers von etwa einem Meter auf weniger als ein Millimeter ermöglichen. Das resultierende Gerät, fast so klein wie ein Haar, konnte in einem Endoskop in den Körper eines Patienten eingeführt werden.
„Tumoren könnten direkt und mit hoher Präzision von innen bestrahlt werden, ohne gesundes Gewebe zu beschädigen. Es ist ein völlig neuer Ansatz“, sagte Müller und fügte hinzu, dass ein anderes Tumorbehandlungsergebnis möglich wäre, da die Therapie mit einer Dosis ultrasiorthorte, hoher Intensitätsimpulse von Strahlung bei einem einzigen Termin abgeschlossen werden könnte. Laut Müller haben anfängliche hochdosierte Therapietests auch gezeigt, dass diese Art von Bestrahlung das Immunsystem mobilisiert, das dann besser auf Metastasen reagiert.
Für alle eine Strahlentherapie zugänglich machen
Weitere Grundlagenforschungen sind noch erforderlich, um offene Probleme zu lösen, und hier sind Müller mit ihren Erfahrungen in der Beschleunigerphysik und Fuchs als Experte für Hochleistungslaser erforderlich. Jäkel kann wiederum sein Expertise für medizinische Physik beitragen, wenn es darum geht, die Technologie für die Strahlentherapie zu optimieren und in medizinische Geräte zu integrieren.
Das ultimative Ziel des Forschungsteams ist eine kompakte Bestrahlungseinheit, die weitaus weniger Platz, Wartung und Strom benötigt als aktuelle medizinische Geräte – Merkmale, die die wirtschaftliche Produktion und einen besseren Zugang zur Strahlentherapie weltweit ermöglichen. „Der globale Zugang zu einer solchen Therapie wurde bisher aufgrund hoher Kosten und Infrastrukturanforderungen stark eingeschränkt“, sagte Jäkel. Er stellte fest, dass die Kapazität der aktuellen Strahlentherapieausrüstung nicht annähernd ausreicht und dass der weltweite Anstieg der Lebenserwartung mit seinem damit verbundenen Anstieg der Tumoren bedeutet, dass in Zukunft viel mehr solche Geräte benötigt werden.
Während der nächsten zwei Jahre wird das UCART -Team eine Demonstrationseinheit produzieren. Später plant es, mit Partnern in der Industrie zusammenzuarbeiten, um den Weg für präklinische Studien zu ebnen, die zur routinemäßigen Verwendung führen. Wenn alles nach Plan verläuft, könnte die neue Technologie irgendwann in vielen medizinischen Einrichtungen und laut Müller so einfach wie Röntgenmaschinen verfügbar sein. „Dann wäre eine Krebsbehandlung für eine größere Anzahl von Patienten zugänglich, von lokalen medizinischen Praktiken bis hin zu Entwicklungsländern“, sagte sie.
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