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ERC-Projekt BARB veröffentlicht Schlüsselstudie in „Nature Physics“
DARMSTADT – Ein internationales Forschungsteam unter Leitung des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung hat einen entscheidenden Fortschritt in der Tumortherapie erzielt. Im Rahmen des ERC-Projekts BARB – Biomedical Applications of Radioactive ion Beams wurde erstmals die Behandlung eines Tumors bei einem Tier mit radioaktiven Ionenstrahlen erfolgreich demonstriert. Die Ergebnisse erschienen in der Fachzeitschrift Nature Physics.
Präzisere Strahlentherapie durch Doppelanwendung
Im Zentrum der Arbeit steht die Idee, radioaktive Ionenstrahlen gleichzeitig zur Behandlung und zur Bildgebung einzusetzen. Damit könnte eine der größten Herausforderungen der Teilchentherapie – die sogenannte Reichweitenunsicherheit – deutlich reduziert werden. Durch die intensive Strahlung, die bei GSI/FAIR im laufenden Experimentierbetrieb erzeugt werden kann, wurde dieses Konzept erstmals unter realistischen Bedingungen umgesetzt.
Professor Marco Durante, Leiter der Abteilung Biophysik bei GSI und Projektkoordinator, erklärt: „Die neue Idee, denselben Strahl für die Behandlung und für die Bildgebung während der Therapie einzusetzen, kann den Weg für noch präzisere und vielseitigere Anwendungen ebnen.“
Erste Tierbehandlung erfolgreich
In der Studie wurde ein Knochentumor (Osteosarkom) bei einer Maus mit einem radioaktiven Kohlenstoff-Ionenstrahl (11C) behandelt. Der Tumor befand sich nahe des Rückenmarks – ein besonders sensibler Bereich. Mit einer Dosis von 20 Gray konnte eine vollständige Tumorkontrolle erreicht werden, ohne schwerwiegende Nebenwirkungen.
Eine Schlüsselrolle spielte ein an der LMU München entwickelter Detektor, der die Ortung des Ionenstrahls im Körper in Echtzeit ermöglicht. Damit wurde erstmals eine bildgesteuerte radioaktive Ionenstrahltherapie unter präklinischen Bedingungen erfolgreich durchgeführt.
Kooperation und internationale Zusammenarbeit
Das BARB-Projekt wird durch einen ERC Advanced Grant gefördert und vereint Expertinnen und Experten aus den GSI/FAIR-Forschungssäulen, der Ludwig-Maximilians-Universität München und internationalen Partnern.
„BARB zeigt eindrucksvoll, wie angewandte Kernphysik direkte Impulse für medizinische Anwendungen liefern kann“, so Projektleiter Marco Durante. Die Forschenden sehen in der Methode auch Potenzial für die Behandlung von Metastasen, Tumoren in der Nähe kritischer Strukturen und sogar nicht-krebsartiger Krankheiten.
Ausblick
Die Ergebnisse gelten als Meilenstein auf dem Weg zu künftigen klinischen Anwendungen. Künftig sollen weitere kurzlebige Isotope untersucht werden, die eine noch schnellere Rückmeldung während der Therapie erlauben. Mit dem derzeit im Bau befindlichen Fragmentseparator Super-FRS bei FAIR sollen diese Forschungen weiter ausgebaut werden.
Die jüngsten Experimente im Rahmen von BARB wurden im Mai abgeschlossen, weitere Publikationen sind in Vorbereitung. Die Erfahrungen fließen auch in das neue ERC-Projekt HI-FLASH – Heavy Ion FLASH von Professor Durante ein, für das er kürzlich einen weiteren ERC Advanced Grant erhielt.
(DARMSTADT – RED/GSI)
