RadioOnkologie und Strahlentherapie

17.07.2017

Hermann - Holthusen - Preis 2017 der DEGRO für PD Dr. Dr. Nils Nicolay

PD Dr. Dr. Nils Nicolay, Oberarzt an der Klinik für Radioonklologie hat den Hermann Holthusenpreis, den wichtigsten Preis der Deutschen Gesellschaft für Radioonkologie, (DEGRO) für seine Arbeiten zur radiobiologischen Charakterisierung von Stammzellen erhalten.

Anlässlich des 23. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Radioonkologie e.V. (DEGRO) vom 16.–19. Juni 2017 in Berlin verleiht die DEGRO unter besonderer Würdigung des Werkes von Hermann Holthusen den Hermann-Holthusen-Preis, der mit  5000 € dotiert ist. Die Ausschreibung richtet sich an jüngere Wissenschaftler (Höchstalter 40 Jahre), die auf dem Gebiet der Radioonkologie arbeiten. Der Preis wird für eine umfassende und exzellente wissenschaftliche Arbeit verliehen, die bislang nicht ausgezeichnet wurde.

 

 

Herr PD Dr. Dr. Nicolay erhielt den Holthusen-Preis für seine Forschungsarbeit zur strahlenbiologischen Charakterisierung mesenchymaler Stammzellen. Mesenchymale Stammzellen bilden eine bisher nur wenig erforschte, sehr uneinheitliche Gruppe von Bindegewebe-Stammzellen, die sich in zahlreichen Geweben, z.B. Knochenmark, Fettgewebe, Haut, Gefäßwänden, Placenta oder Nabelschnurgewebe nachweisen lassen. Aufgrund ihrer Fähigkeit, sich in verschiedenste gewebetypische Zellen zu spezialisieren, können mesenchymale Stammzellen an der Regeneration von Organschäden mitwirken; diese Zellen könnten damit in der Zukunft einen wirkungsvollen Ansatz zur Behandlung von Nebenwirkungen nach Bestrahlung oder Chemotherapie bieten. Allerdings waren bisher die Einflüsse verschiedener Krebstherapien auf diese Stammzellen weitgehend unbekannt.

Nicolay, der neben seiner Ausbildung zum Facharzt der Radioonkologie auch in Biologie promoviert hat, entschlüsselte in seiner Forschung grundlegende Mechanismen, die eine natürliche Resistenz von mesenchymalen Stammzellen gegen Bestrahlung und verschiedene Erbgut-schädigende Chemotherapeutika bedingen und dafür sorgen, dass die Zellen ihre Regenerationsfähigkeit und ihre definierenden Stammzelleigenschaften nicht einbüßen.

Die prämierten Arbeiten bilden die Grundlage dafür, dass der Einsatz von mesenchymalen Stammzellen zur Therapie von Gewebeschäden nach Strahlen- oder Chemotherapie weiter untersucht werden kann. Damit könnte in der Zukunft ein neuartiger Behandlungsansatz für bisher nur schwer beherrschbare Nebenwirkungen in der Krebstherapie zur Verfügung stehen.

 

 

10.05.2016

Wissenschaftspreis „Forschung im Verbund“ für eine Strahlentherapie nach Maß

Gemeinsam mit der Fraunhofer-Gesellschaft zeichnet der Stifterverband exzellente Verbundprojekte der angewandten Forschung aus. Unter den diesjährigen Preisträgern sind Wolfgang Schlegel (DKFZ) und Jürgen Debus (DKFZ und Universitätsklinikum Heidelberg). Durch die Entwicklung einer interaktiven und leicht zu bedienenden Software tragen die Preisträger zu verbesserten Heilungschancen von Krebspatienten bei.

 

Für die Entwicklung einer interaktiven und leicht zu bedienenden Software für die Strahlentherapieplanung erhalten die Fraunhofer-Forscher Karl-Heinz Küfer, Michael Bortz, Alexander Scherrer, Philipp Süss und Katrin Teichert mit den Forschungspartnern Thomas Bortfeld (Massachusetts General Hospital, Boston) Wolfgang Schlegel (Deutsches Krebsforschungszentrum) und Jürgen Debus (DKFZ und Universitätsklinikum Heidelberg) und Christian Thieke (früher DKFZ, jetzt LMU München) den mit 50.000 Euro dotierten Preis des Stifterverbands 2016.

 

Wolfgang Schlegel (links) und Jürgen Debus | © dkfz.de

 

Die neue Software beschleunigt die Strahlentherapieplanung, erleichtert es, eine gute Balance zwischen Therapiechance und eventuellen Nebenwirkungen zu finden, und trägt letztlich zu verbesserten Heilungschancen bei. Die Jury hob "die breite Einsetzbarkeit des Verfahrens zur Behandlung der Volkskrankheit Krebs sowie den internationalen Marktbezug" hervor.

 

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21.04.2016

nnovationsschub für die Strahlentherapie am Universitätsklinikum Heidelberg

Konsortium des Universitätsklinikums und des Deutschen Krebsforschungszentrums setzte sich im Förderwettbewerb der Deutschen Forschungsgemeinschaft durch / DFG fördert Anschaffung eines neuartigen Hybridgeräts mit 8,1 Millionen Euro / Kombination aus Bestrahlungseinheit und Kernspintomograph soll Strahlentherapie weiter verbessern


Ein innovatives Hybridgerät für die Strahlentherapie wird ab 2017 am Universitätsklinikum Heidelberg installiert. Das Heidelberg MRgRT (MR-geführte RadioTherapie)-Konsortium, bestehend aus Abteilungen des Universitätsklinikums und des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ), setzte sich mit einem umfassenden Forschungskonzept in einer kompetitiven Ausschreibung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) durch. Ausgewählt wurde neben Heidelberg auch das Universitätsklinikum Tübingen. An diesen Standorten finanziert die DFG die Anschaffung der neuartigen Geräte, die Magnetresonanz­tomografie (MRT) mit bildgeführter Strahlentherapie kombinieren, im Wert von jeweils 8,1 Millionen Euro. Weltweit sind bisher vier dieser kombinierten Bestrahlungseinheiten im klinischen Einsatz, ein weiteres Hybridsystems befindet sich in der Entwicklung.

 

"Mit unseren Kooperationspartnern im DKFZ haben wir eine langjährige Erfahrung in der Entwicklung und Etablierung innovativer Methoden und Techniken in der Strahlentherapie", sagt Professor Dr. Dr. Jürgen Debus, Ärztlicher Direktor der Klinik für RadioOnkologie und Strahlentherapie des Universitätsklinikums Heidelberg und Sprecher des Konsortiums. "Mit der Ausarbeitung der MR-geführten Strahlentherapie gehen wir diesen Weg konsequent weiter und wollen die Präzision der modernen Bestrahlungsverfahren - beispielsweise der Intensitäts­modulierten Radiotherapie - noch weiter verbessern." Das Heidelberger Konsortium überzeugte das Auswahlgremium unter anderem mit dem gebündelten Knowhow der Kooperations­partner in den Bereichen Radioonkologie, Radiologie und Medizinphysik.

 

 Abbildung: Patient mit bildgeführter Strahlentherapie eines Analkarzinoms mit Lymphknotenmetastase, die sich bereits unter Radiochemotherapie signifikant zurückbildet (pink). Obere Reihe: cone beam CT’s in Woche 1 und 5, untere Reihe MRT in Woche 1 und 5.  Die Tumorregression lässt sich mit der MRT viel besser erfassen und eröffnet die Möglichkeit zur Anpassung der Dosis für eine bessere Schonung von Risikostrukturen (Darm etc.).

 

 

MRT liefert mehr Informationen über den Tumor

 

Bisher werden bei den bildgeführten Bestrahlungstechniken unmittelbar vor dem Start der Bestrahlung die Lagerung des Patienten und damit auch die aktuelle Position des Tumors über Röntgenbildsysteme wie die Kegelstrahl-Computertomographie (CT) kontrolliert. Eine MRT wäre der CT allerdings  überlegen: Mittels MRT lassen sich die Unterschiede zwischen Tumor und gesundem Gewebe, der sogenannte Weichteilkontrast, und damit die Tumorgrenzen besser abbilden. Zudem liefert sie zusätzliche aktuelle Informationen aus dem Inneren des Tumors, z.B. ob dieser gut oder schlecht durchblutet ist, oder welche Bereiche eine hohe Stoffwechselaktivität aufweisen. Forschungsergebnisse haben gezeigt, dass sogenannte hypoxische Tumorbereiche mit geringer Sauerstoffversorgung weniger empfindlich gegenüber Strahlung sind und daher eine höhere Dosis benötigen. Die Informationen dieser "biologischen Bildgebung" erlauben nun möglicherweise,  die benötigte Strahlendosis für die einzelnen Tumorareale besser anzupassen. Nicht zuletzt kommt die MRT ohne zusätzliche Strahlenbelastung des Patienten aus und kann daher problemlos mehrmals wiederholt werden.

 

Unmittelbare Anpassung der Strahlendosis bei  Lageveränderungen des Tumors

 

Tumoren verändern im Laufe der oft mehrere Wochen dauernden Therapie ihre Größe. Auch während einer Therapiesitzung kann die Lage des Tumors sich verändern, z.B. durch Atembewegung. "Die Kombination von Strahlentherapie mit MRT ermöglicht einen enormen Entwicklungssprung gegenüber den CT-gesteuerten Verfahren", ist Debus überzeugt. "Die hervorragende Bildqualität ohne Strahlenbelastung ermöglicht prinzipiell, den Tumor während der Therapie in kurzen Intervallen zu beobachten und bei Bewegungen und Veränderungen die Strahlung direkt anzupassen." Die Entwicklungsarbeit hierfür muss allerdings noch geleistet werden. Von der Anpassung der Strahlentherapie an bewegte Tumoren erhofft man sich zukünftig eine Reduzierung der Lageunsicherheiten und, weil der mitbestrahlte Sicherheits­­saum um den Tumor verkleinert werden kann, eine Reduzierung der Nebenwirkungen. "Davon erwarten wir für viele Patienten verbesserte Therapieergebnisse", so der renommierte Radioonkologe.

 

Noch viel Forschungsarbeit erforderlich


"Die physikalischen und technischen Aufgaben, die wir neben den klinischen Fragestellungen in der Strahlenphysik, der Bildgebung und der Bildverarbeitung noch zu lösen haben, sind gewaltig", sagt Professor Dr. Oliver Jäkel, Leiter der Abteilung Medizinische Physik in der Strahlentherapie am DKFZ. "Der Campus in Heidelberg bietet jedoch eine weltweit nahezu einmalige Expertise in allen beteiligten Disziplinen. Ich bin daher zuversichtlich, dass wir die MR-geführte Strahlentherapie in wenigen Jahren erfolgreich in die klinische Anwendung überführen können." 

 

Im Antrag des Heidelberger Konsortiums wurden eine ganze Reihe begleitender Forschungsprojekte formuliert. "Eine Behandlung mit dieser neuen Technik wird teurer sein als die Standardbehandlung. Deshalb müssen wir in Rahmen von Studien die Patientengruppen genau identifizieren, die von dieser neuen Technologie eindeutig profitieren", so Debus, der zusammen mit Jäkel das 2005 gegründete Heidelberger Institut für RadioOnkologie (HIRO) leitet. Heidelberg ist eines der größten Zentren für Strahlentherapie in Europa. Mit mehr als 4.000 Krebspatienten, die hier jährlich eine Strahlentherapie erhalten, verfügt das Zentrum über ausreichend große Patientenzahlen für die begleitenden Studien.

 

 

 

The direct way from MRI to radiation treatment

18/12/2014

For the first time this year, the Roland Ernst Foundation for Medical Research awards a € 5000 prize for interdisciplinary radiological research. The award will be presented to scientists from the Research Program “Imaging and Radiooncology“ of the German Cancer Research Center (Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ) for an excellent cross-departmental project in cooperation with the University Hospital Heidelberg.

 from left: Heinz-Peter Schlemmer, Florian Sterzing, Roland Ernst, Asja Pfaffenberger and Tilmann Bostel | © Tobias Schwerdt/DKFZ

This year‘s award winners are Dr. Tilmann Bostel and Asscociate Professor (PD) Dr. Florian Sterzing from the Clinical Cooperation Unit Radiation Oncology and Dr. Asja Pfaffenberger from the Division of Medical Physics in Radiation Therapy. They will receive the award in recognition of their cross-disciplinary project on MR-guided radiotherapy planning.

In a cross-disciplinary and cross-institutional collaboration, the two physicians Bostel and Sterzing and physicist Asja Pfaffenberger have developed a positioning system that makes it possible to transfer patients directly from an MRI device to a linear accelerator (LINAC) where they receive radiation treatment.

MRI (magnetic resonance imaging) is considered an ideal imaging technology to plan radiation therapy, to verify a patient’s position immediately before radiation treatment, or to document the course of radiation therapy. MRI attains much better soft tissue contrast than commonly used computer tomography (CT) and additionally does not involve radiation exposure.

To date, experimental hybrid devices that combine LINAC and MRI exist only in few places in the world.

“The implementation of a combined MR-LINAC into the clinical workflow will be a great chance for a leap towards individualization of radiation therapy. Besides expertise and cutting edge-methods in a multitude of fields such as MR sequence development and new adaptation strategies including ultrafast registration, re- planning, motion tracking and dose accumulation, a hollistic view of this emerging technique is required. Questions of quality assurance and socioeconomic analyses of costs and benefits that accompanies all clinical applications need to be addressed. “  Sais Prof. Jürgen Debus, Head of the Clinical Cooperation unit Radiation Oncology and Chairman of the Department of Radiation Oncology of the Heidelberg university hospital. 

The shuttle system developed by the three award-winning scientists will now make it possible to transfer patients directly from an MRI device to a neighboring radiotherapy unit without repositioning. The system guarantees that the patient's position remains exactly identical throughout imaging and irradiation. This makes it possible to localize tumors and healthy tissue very precisely over the whole treatment period in order to adjust radiation therapy individually if the tumor has shifted since the last treatment or if its size has changed.

“Close collaboration across various disciplines has always been a characteristic of our Research Program,” says coordinator Prof. Heinz-Peter Schlemmer. “Radiologists, nuclear medicine specialists, radiation therapists, medical physicists, chemists and computer scientists are all collaborating closely here to address medically relevant issues. And thanks to our excellent precision engineers, we can even produce our own prototype devices if needed.”

This cross-disciplinary collaboration is also the prerequisite for the Roland Ernst Prize, whose statutes require a cross-departmental project that should also have the potential for translation into clinical applications.

Established in 1980 by Heidelberg construction entrepreneur Roland Ernst, the Roland Ernst Foundation supports medical research, particularly the DKFZ Research Program “Radiological Diagnostics and Therapy” (now: Imaging and Radiooncology). In addition, the foundation also sponsors art and culture projects.

To strengthen joint long-term multi-disciplinary activities that exist in Heidelberg between radiation oncology, radiation biology, and medical physics groups at DKFZ and University Hospital, the Heidelberg Institute of Radiation Oncology (HIRO) was established and together with OncoRay Dresden.awarded by BMBF as the National Center for Radiation Research in Oncology (NCRO).

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