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Studie zur Bestrahlung von Tumoren

Forschungsgruppe vergleicht Wirkung der Photonenbestrahlung und der Protonenbestrahlung bei schwer zu behandelnden Gliomen

21.12.2018

Die Universitätsmedizin Essen betritt im Bereich der Forschung innovatives Neuland: Bei der gerade eröffneten NOA-25-Studie (GliProPh) wird erstmals in Europa die Wirkung der Photonenbestrahlung und der Protonenbestrahlung bei schwer zu behandelnden Gliomen verglichen. Die Studie der Neuroonkologischen Arbeitsgemeinschaft wird von einem dreiköpfigen Team der Universitätsmedizin Essen geleitet. Die Ergebnisse sollen künftig die Behandlungsmethoden in der Krebstherapie weiter verbessern.

Gliome, Tumore, die vor allem im Gehirn und am Rückenmark auftreten, sind durch ihre Lage in sensiblen Körperbereichen oft schwer zu behandeln. Bislang sieht die Therapie in der Regel einen neurochirurgischen Eingriff und dann eine kombinierte Chemo- und Strahlentherapie vor. Dafür stehen zwei Arten von Strahlen zur Verfügung: Photonen und Protonen. Die seit Jahrzehnten eingesetzten Photonen sind Röntgenstrahlen, die im Zielvolumen einen gleichmäßigen Effekt erzielen. Die Therapie mit Photonen wird ständig weiterentwickelt. Protonen sind demgegenüber positiv geladene Teilchen von Wasserstoff-Atomen und kommen als gebündelter Strahl mit hoher Geschwindigkeit zum Einsatz. Die Therapie ist bislang noch vergleichsweise wenig erforscht, deutlich kostenintensiver als die Photonenbestrahlung und wird in Deutschland nur an fünf Standorten eingesetzt – unter anderem seit 2013 in Essen.

An der Essener Vergleichsstudie werden in den nächsten drei Jahren 80 Frauen und Männer mit niedrig bösartigen bis mäßig bösartigen Gliomen (WHO-Grade II und III) teilnehmen. Die Patientinnen und Patienten haben, so die Vorgabe, eine Operation hinter sich und erhalten eine Chemotherapie. Die eine Hälfte wird dann mit Photonen bestrahlt, die andere Hälfte mit Protonen. Die Wirksamkeit der beiden Methoden bei der Zerstörung von Krebszellen ist nachgewiesen und wird in der Studie vorausgesetzt.

Im Fokus steht die Frage, ob die die Strahlentherapie mit Protonen, aufgrund ihrer physikalischen Unterschiede schonender und weniger belastend für das das Gliom umgebende, gesunde Hirn-Gewebe ist im Vergleich zu einer optimierten Form der intensitätsmodulierten Photonentherapie. Die Strahlung sollte sich grundsätzlich immer möglichst auf den Tumor beschränken. Wird gesundes Gewebe bestrahlt, kann das in sensiblen Bereichen wie dem Kopf Folgen für die Hirnleistung haben kann. Der große Vorteil der Protonen liegt darin, dass sie sich im Körper zielgenau stoppen lassen und anders als Photonen die hochdosierte Strahlung erst im Tumor und weniger auf dem Weg dorthin abgeben. Mit Protonen kann man meistens den Niedrigdosisbereich im umliegenden gesunden Hirngewebe kleiner halten.

Die Photonen demgegenüber zeichnen sich durch eine sehr gleichmäßige biologische Wirksamkeit im Zielvolumen - also letztlich dem Tumor - aus. Darüber hinaus hat auch die klassische Strahlentherapie mit Photonen eine enorme Entwicklung in den vergangen Jahren durchgemacht. Der steile Dosisabfall außerhalb des Zielvolumens wird in dem modernen Photonen-Arm durch mehrere intensitätsmodulierte Photonenfelder erreicht. Hier werden in der Regel mehr als drei Strahlungsfelder angewendet, deren Einstrahlwinkel zur Minimierung der Hirnbelastung außerhalb des Zielvolumens aus allen Raumrichtungen individuell optimiert werden. Ferner gibt es deutlich mehr Erfahrungen mit der Bestrahlung mit Photonen, insbesondere bei der Kombination mit gegen den Tumor gerichteten Medikamenten.

In der GliProPh-Studie soll nun untersucht werden, inwieweit die jeweilige Strahlung und deren Nebenwirkungen Einfluss auf die Hirnleistung der Patienten haben und welchen messbaren Nutzen und Mehrwert die Protonentherapie hat.

Die Studie leitet ein Team der Universitätsmedizin Essen: Prof. Dr. Martin Glas, Leiter der Abteilung Klinische Neuroonkologie der Klinik für Neurologie, Prof. Dr. Beate Timmermann, Direktorin der Klinik für Partikeltherapie und Ärztliche Leiterin des Westdeutschen Protonentherapiezentrums Essen (WPE) und Prof. Dr. Martin Stuschke, Direktor der Klinik für Strahlentherapie. Das Team wird komplettiert durch Prof. Dr. Björn Scheffler, Direktor der DKFZ-Abteilung Translationale Neuroonkologie am Westdeutschen Tumorzentrum, um gemeinsam neue grundlagenwissenschaftliche Erkenntnisse zur Therapie und Tumorerkrankung zu erlangen, die mittelfristig die Behandlung der Patienten verbessern können. In die innovative Essener Studie, in deren Auswertung unter anderem hochauflösende Aufnahmen aus dem Kernspintomografen, neuropsychologische Verfahren und subjektive Erfahrungsberichte der Teilnehmer einfließen, wird mittelfristig das Universitätsklinikum Marburg eingebunden, auch ein Standort der Protonentherapie. Eine zweite Vergleichsstudie Photonen/ Protonen ist in den USA an den Start gegangen.

Zitate:

„Die Frage nach Photonen oder Protonen ist im Ansatz unserer Studie nach beiden Seiten offen“, sagt Prof. Dr. Martin Glas. „Auf jeden Fall haben an der Studie teilnehmende Patienten durch die sehr intensive Betreuung und den Zugang zu modernen Untersuchungsmethoden sicherlich einen Vorteil“, führ er weiter aus.

„Wir wollen herausfinden, ob man das Gehirn mit Protonen schonender bestrahlen kann, indem man das umgebende gesunde Gewebe und Gefäße weniger belastet“, sagt Prof. Dr. Beate Timmermann.

„Vielleicht zeigt unsere Studie ja, dass sich in der Sache keine allgemeingültige Aussage treffen lässt. Vielleicht hat die homogene biologische Wirksamkeit der Photonen im Zielvolumen Vorteile und es hängt es von der Lokalisation des Tumors ab, ob mit dem Ansatz der personalisierten Medizin und Therapie Photonen oder Protonen die bessere Wahl sind“, sagt Prof. Dr. Martin Stuschke.

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