Mehr zur Person

Die Herausforderung

Krebs lässt sich durch ionisierende Strahlung gut bekämpfen. Das Ziel der Strahlentherapie ist damit einfach abgesteckt: Durch die Einwirkung von Strahlung in Form von Röntgenstrahlung, aber auch Protonen und Kohlenstoffionen, werden DNA-Schäden in den Tumorzellen induziert, die entstehenden Schäden an der Erbsubstanz der Zellen führen dazu, dass diese teilungsunfähig werden, das Tumorwachstum gestoppt wird bzw. die Krebszellen absterben. Die Herausforderung besteht darin, dass der Patient die Behandlung möglichst gut übersteht. Denn mit der Strahlentherapie geht immer auch die Zerstörung gesunden Gewebes einher. Deshalb muss die verabreichte Strahlendosis möglichst lokal und präzise verabreicht werden. Es geht in der Forschung mithin entscheidend darum, eine größtmögliche Präzision in der Ionenstrahltherapie zu erzielen.

Aus dem Vortrag

Bei der Ionenstrahltherapie werden anstelle elektromagnetischer Strahlung geladene Teilchen verwendet. Der Vorteil gegenüber herkömmlichen Verfahren mit elektromagnetischer Strahlung liegt insbesondere darin, dass das Dosismaximum am Ende der Reichweite liegt, also die Energieabgabe am Ende der Reichweite ein Maximum erreicht (Bragg-Peak) und das umliegende Gewebe somit möglichst geschont wird. Die Reichweite lässt sich über die initiale Geschwindigkeit der Teilchen genau festlegen. Klinisch werden dadurch eine wesentlich bessere Dosisverteilung erreicht sowie Nebenwirkungen der Bestrahlung reduziert. Typischerweise werden für die Ionenstrahltherapie Kohlenstoffionen oder Protonen verwendet. Vor allem für erstere werden jedoch sehr große (und teure) Anlagen benötigt. Für die Therapie mit Protonen lassen sich indes bereits auch kleinere Anlagen realisieren. Aufgrund der hohen Kosten sowie der damit verbundenen begrenzten Verfügbarkeit derartiger Anlagen wird intensiv daran geforscht, wie die Ionenstrahltherapie günstiger werden kann. Ein Ansatz besteht darin, nicht den Therapiestrahl um den Patienten zu bewegen, sondern den Patienten selbst. Bei diesem neuartigen Ansatz liegt der Patient nicht, sondern sitzt aufrecht und kann im Strahl gedreht werden. Allerdings sind hierbei weitere Herausforderungen insbesondere in der Therapieplanung zu bewältigen. So unterscheidet sich beispielsweise die Lage der inneren Organe bei aufrecht sitzenden Patienten gegenüber liegenden, was die Vergleichbarkeit von CT-Bildern einschränkt. Ein weiteres Problem der Ionenstrahltherapie ist die Konsequenz ihrer größten Stärke. Aufgrund der konzentrierten Dosisverteilung (Bragg-Peak) führen Abweichungen zur Bestrahlung von gesundem Gewebe anstatt des Tumors. In der Praxis wird dies durch größere Bestrahlungsflächen ausgeglichen. Um aber zu vermeiden, gesundes Gewebe zu bestrahlen, kann die Therapie mit bildgebenden Verfahren gekoppelt werden. Bei dem Image guided adaptive radiotherapy genannten Verfahren wird zusätzlich zum Kohlenstoffionen-Strahl ein Heliumionen-Strahl verwendet, der zur Bildgebung genutzt wird.

Perspektiven

Die Ionenstrahltherapie ist ein wirkungsvolles Verfahren zur Behandlung von Tumoren und wird bereits weltweit erfolgreich eingesetzt. Dennoch ist diese Therapieform mit hohem Aufwand und Kosten verbunden. Um das Potential der Ionenstrahltherapie voll ausnutzen zu können, wird daran geforscht, wie diese wirtschaftlicher betrieben werden kann und gleichzeitig eine höhere Präzision erreicht, um möglichst viele Patienten auf diese Weise behandeln zu können.