Strahlentherapie und Bildgebung

Forschungsprogramm "Strahlentherapie und Bildgebung"

(Radiation Oncology and Imaging, ROI)

Bildgebung und Strahlentherapie sind eng miteinander verknüpfte Disziplinen und unentbehrliche Technologien zur Diagnose und Behandlung von Krebs. Ziel des Strahlentherapie Teils des DKTK Programms ist es, die Radiotherapie technisch so zu optimieren, dass sie auf die individuellen Bedürfnisse der Krebspatienten abgestimmt werden kann.

Zu den Programmaktivitäten gehören:

Translationale klinische Studien zur Partikeltherapie und personalisierter Krebstherapie
Entwicklung und präklinische Prüfung neuer Technologien (z.B. Bildgebung mit Teilchenstrahlen, Laserbeschleunigung)
Biomarker und Bio-Imaging-Methoden für die radiobiologische Stratifizierung von Patienten
Prüfung neuer Kombinationstherapien und Durchführung präklinischer Studien

Der Schwerpunkt des Forschungsbereiches Bildgebung liegt auf der Weiterentwicklung der Positronen-Emissions-Tomographie (PET), Magnetresonanztomographie (MR) und Computertomographie in Kombination mit neuen Biomarkern. Darüber hinaus geht es um die Untersuchung neuer Theranostik-Methoden, eine enge Verzahnung von Diagnostik und Therapie.

Auch standardisierte, qualitätskontrollierte, multiparametrische Bildgebungstechnologien und Arbeitsabläufe zur Durchführung multizentrischer klinischer Studien zu etablieren, gehört zu den Zielen dieses Programms.

Gerade in Bezug auf das wachsende Feld der multiparametrischen Bildgebung arbeiten die Wissenschaftler:innen dieses Programmes daran, die Bild/Gewebe-Analyse sowie die biologische Tumorcharakterisierung auf Grundlage von radiologischen Bilddaten (radiomics) sowie die Therapieplanung, für das Monitoring und für die Vorhersage des Therapieerfolgs weiterzuentwickeln und zu verbessern.

Ausgewählte translationale Highlights

Klinische Studien:
1. Die erste prospektive Phase I/II Interventionsstudie (Deeskalationsstudie für HPV-positive Oropharynxkarzinome (DELPHI, NCT03396718)), die auf den Ergebnissen eines abgeschlossenen, vom DKTK finanzierten Joint Funding-Projekts basiert, wurde unter Dresdner Leitung gemeinsam an allen DKTK Standorten initiiert und wird nun mit NCT-Mitteln fortgeführt.

2. PET (18F-MISO oder FAZA) zur Erkennung von Tumorhypoxie hat sich in prospektiven Hypothesen generierenden und Validierungsstudien sowie in einer internationalen Meta-Analyse, die anhand von Daten einzelner Patientinnen und Patienten durchgeführt wurde, als geeignet erwiesen, den Behandlungserfolg bei Kopf- und Hals-Tumoren vorherzusagen. Die bildgestützte Hypoxie-Dosiseskalation wurde in frühen klinischen Studien weiter untersucht, und eine randomisierte, interventionelle klinische Phase-II-Studie wurde von der Deutschen Krebshilfe (DD, FR, TÜ) unter Vorbehalt zur Finanzierung genehmigt.

3. Die Ergebnisse des in DD abgehaltenen Workshops zur "Strahlenbiologie der Protonentherapie" mit internationalen und DKTK Experten wurden veröffentlicht und definieren Möglichkeiten der radiobiologischen Protonenforschung. Forschende in DD und HD untersuchten die Variabilität der relativen biologischen Wirksamkeit (RBW) von Protonen anhand der Endpunkte “normale Hirntoxizität” und “strahleninduzierte Lungenfibrose”. An beiden Standorten wurden klinisch relevante Mausmodelle für die präzise Bestrahlung von Teilbereichen des Gehirns mit Standard-Photonen, Protonen und Kohlenstoff-Ionen entwickelt und für die reverse Translation ausgewertet. Die Wissenschaftler:innen in DD und HD untersuchten die Variabilität der klinischen RBW von Protonen und identifizierten die subventrikuläre Zone als Risiko-Organ für die Behandlung von Hirntumoren mit Protonen.

4. Die Implementierung der Joint Imaging Platform (JIP), einschließlich der Protokolle, Tests und der Hardwareinstallation an allen Standorten als Grundgerüst für künftige Bildgebungsstudien innerhalb des DKTK war ein großer Erfolg.

5. Gemeinsam mit 25 europäischen Forschungsteams wurden im Rahmen der von A. Zwanenburg und S. Löck (DD) initiierten Image Biomarker Standardization Initiative (IBSI, https://theibsi.github.io/) Referenzwerte für Radiomics-Merkmale festgelegt und validiert.

6. Die prospektive multizentrische klinische Studie zu "Ga-PSMA-11 bei Hochrisiko-Prostatakrebs" (NCT03362359, PI: F. Giesel, DKTK Standorte DD, E/D, FR, HD, M, TÜ und zwei internationale Standorte) stellt ein erfolgreiches translationales Highlight dar. Auf der Basis dieses Radiotracers haben DKTK Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler intraoperative Konzepte für die fluoreszenzgeführte Chirurgie in HD und FR entwickelt, die derzeit in einer First-in-Human-Studie in FR untersucht werden.