Krebs: feinere Behandlung mit Protonen-Minibeams

Interview mit Prof. Günther Dollinger, Institut für Angewandte Physik und Messtechnik, Universität der Bundeswehr München

10.07.2017

Strahlentherapien sind in der heutigen Onkologie unerlässlich geworden, denn sie erlauben die lokalisierte Tumorbehandlung. Sie haben jedoch einen großen Nachteil: Die Strahlung schädigt nicht nur Tumorzellen, sondern auch gesundes Gewebe. Eine Lösung für dieses Problem könnte die Protonen-Minibeam-Therapie sein, die fein gebündelte Strahlen verwendet.
Bild: Mann mit grau-braunen Haaren, kurzem Bart, Anzug und Krawatte - Prof. Günther Dollinger; Copyright: privat

Prof. Günther Dollinger; ©privat

Im Interview mit MEDICA.de spricht Günther Dollinger über die Vorteile der Protonentherapie, was sie von der Röntgentherapie unterscheidet und wie Minibeams die Bestrahlung von Tumoren verfeinern könnten.

Herr Prof. Dollinger, wie funktioniert die von Ihnen entwickelte Protonen-Minibeam-Thrapie?

Prof. Günther Dollinger: Die Minibeam-Therapie baut auf der konventionellen Protonentherapie auf, die mehr und mehr in der Krebstherapie verwendet wird. Bei der Minibeam-Therapie werden die Protonenstrahlen allerdings so fokussiert, dass ihr Durchmesser deutlich unter einem Millimeter liegt. Diese Strahlen werden in regelmäßigen Abständen von einigen Millimetern appliziert, sodass dazwischen unbestrahltes Gewebe liegt. Bis zum Tumor weiten sich die Strahlen auf, sodass dort der gewünschte und von der konventionellen Therapie bekannte Heilungseffekt eintritt. Dadurch werden die Nebenwirkungen reduziert, weil die Strahlen auf ihrem Weg zum Tumor weniger Schädigung am gesunden Gewebe hinterlassen.

Zum Vergleich: Bei der konventionellen Therapie haben die Strahlen einen Durchmesser von ungefähr fünf Millimeter und werden, Punkt für Punkt, nebeneinandergesetzt. Bei der Minibeam-Therapie ändert sich demgegenüber die Eingangsgröße der Strahlen. Dadurch ist eine Reduktion von Nebenwirkungen zu erwarten, die wir jetzt auch in ersten Experimenten nachgewiesen haben.

Welche Nebenwirkungen hat Protonenstrahlung?

Dollinger: Wie bei jeder ionisierenden Strahlung werden Zellen inaktiviert, das heißt, dass sie sich nicht mehr teilen können. Das führt zu Entzündungsreaktionen, die eine akute Nebenwirkung darstellen. Bekannte Langzeitnebenwirkungen sind Fibrosen oder sekundäre Tumorinduktionen. Diese Nebenwirkungen sind aber immer Begleiterscheinungen einer von außen durchgeführten Strahlentherapie. Das gilt auch für die Röntgentherapie.

Was ist der Unterschied zwischen Protonenstrahlung und Röntgenstrahlung?

Dollinger: Die Protonenstrahlen haben eine definierte Reichweite im Gewebe, die wir über die Protonenenergie regulieren können. Damit kann man die Dosierung am Behandlungsort deutlich verbessern und die größte Dosis, also die am stärksten ionisierende und damit für die Zellen schädlichste Strahlung, im Tumor selber applizieren. Auf ihrem Weg zum Tumor hinterlassen die Protonen weniger Energie im gesunden Gewebe als die Röntgenstrahlung und haben deshalb schon weniger Nebenwirkungen.

Deshalb möchte man auch immer mehr zur Protonentherapie übergehen, was aber durch die vergleichsweise höheren Kosten erschwert wird.

Bild: Ein großes medizinisches Gerät mit einer Liege und vier beweglichen Kästen; Copyright: panthermedia.net/Thomas Hecker

Mit bisherigen Linearbeschleunigern wie diesem ist keine so exakte Bestrahlung von Tumoren möglich wie mit dem Gerät, das Günther Dollinger und sein Team anstreben; ©panthermedia.net/ Thomas Hecker

Was passiert im Tumor, wenn dieser von Protonenstrahlung getroffen wird?

Dollinger: Die Protonenstrahlung soll möglichst alle Zellen inaktivieren, damit der Tumor nicht mehr weiterwachsen kann. Es werden zwar bereits bei der Bestrahlung einige Zellen direkt zerstört. Die meisten bleiben aber vorerst bestehen und werden erst nach und nach vom Körper absorbiert. Deshalb kann es einige Monate dauern, bis der Tumor vom Körper ganz aufgelöst wird.

Sie haben, wie erwähnt, erste Experimente mit der Minibeam-Therapie erfolgreich abgeschlossen. Welche weitere Entwicklung planen Sie jetzt?

Dollinger: Wir sind noch weit davon entfernt, die Therapie an Patienten anwenden zu können, sondern wir befinden uns gerade erst in der präklinischen Phase. Das heißt, dass wir in Kleintierexperimenten versuchen, die Vorteile herauszuarbeiten und abzuklären, ob das Verfahren eventuell auch Nachteile hat.

Wir planen weiterhin, einen dedizierten Beschleuniger aufzubauen, denn es ist technologisch sehr anspruchsvoll, diese feinen Protonenstrahlen zu erzeugen. Mit bisherigen Anlagen ist das nicht möglich. Wenn die Vorexperimente abgeschlossen sind, würde dieser Schritt erfolgen.

Foto: Timo Roth; Copyright: B. Frommann

© B. Frommann

Das Interview wurde geführt von Timo Roth.
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