FORSCHUNGSGRUPPE STEREOTAKTISCHE UND RÄUMLICH FRAKTIONIERTE RADIOTHERAPIE
Arbeitsgruppenleiter
Unsere Vision: Präzise - biologisch - personalisiert
Die Radioonkologie ist in den Anfängen des 20. Jahrhunderts verwurzelt. Während enorme technologische Fortschritte immer präzisere Bestrahlungen ermöglichen, werden viele Tumoren weiterhin mit einer standardisierten Strahlendosis aufgeteilt in viele kleine Einzelfraktionen behandelt. Krebs ist jedoch eine heterogene Systemerkrankung mit komplexen Wechselwirkungen. Die Zeit ist reif für einen Paradigmenwechsel.
Unsere Vision ist die Verschreibung individualisierter, biologisch informierter Strahlendosen im Tumor und den umgebenden normalen Geweben, um Tumorkontrolle und Gewebeschonung differenziert zu optimieren. Dazu möchten wir die Möglichkeiten moderner Hochpräzisionsstrahlentherapie und MRT-Bildgebung nutzen. Außerdem kooperieren wir in interdisziplinären Netzwerken, u.a. mit Medizinphysikern der Harvard Medical School, Medizinphysikern und -informatikern am Deutschen Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ) und Tumorbiologen am Nationalen Zentrum für Tumorerkrankungen Heidelberg (NCT).
Stereotaktische Körperbestrahlung
Die stereotaktische Körperbestrahlung (SBRT) beschreibt eine höchst präzise Verabreichung hoher Strahlendosen in wenigen Sitzungen. Frühstadien von Bronchial-, Nieren- und Leberkarzinomen lassen sich mit hohen Erfolgsraten kurativ behandeln. Zunehmend rückt zudem die effektive Lokaltherapie bei Patienten mit wenigen (Oligo-)Metastasen in den Fokus, um langfristige Remission zu erreichen. Mögliche systemische Effekte der Stereotaxie auf Metastasierung und Immunantwort sind wahrscheinlich. Mit steigenden Überlebenszeiten gewinnen außerdem mögliche Spätnebenwirkungen an Bedeutung. Deshalb nehmen wir neben den Hochdosisarealen am Tumor erstmals gezielt Niedrigdosisbereiche und deren Einfluss auf Herz, Lunge, Blut und Immunsystem in den Blick.
Studienporträt
In der MAGELLAN-Studie untersuchen wir die sichere Applikation hoher Dosen an empfindlichen mediastinalen Organen mittels modernster MR-geführter, adaptiver Technik. Diese klinische Arbeit verknüpfen wir im Rahmen interdisziplinärer Kooperationen mit translationalen Analysen kardialer Funktion und zirkulierender Blutzellen, um die Auswirkungen der Strahlentherapie auf Herz und Immunsystem besser zu verstehen und unsere Therapie entsprechend anzupassen. Dies ist ein gutes Beispiel für unseren klinisch-translationalen Ansatz.
Abbildung: Adaptive Radiotherapie eines ultrazentralen Lungentumors am MR-Linac. Durch online Adaptation kann eine Überdosierung des Ösophagus (orangefarbene Kontur) verhindert werden (weißer Pfeilkopf).
Regnery et al. Frontiers in Oncology. 2022. doi: 10.3389/fonc.2021.757031. © 2022 Regnery, Buchele, Weykamp, Pohl, Hoegen, Eichkorn, Held, Ristau, Rippke, König, Thomas, Winter, Adeberg, Debus, Klüter and Hörner-Rieber. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY).
Räumlich fraktionierte Radiotherapie
Große Tumoren und Tumoren in unmittelbarer Nähe zu Risikoorganen stellen weiterhin eine therapeutische Herausforderung dar. Klassische homogene Verabreichungen der Strahlendosis stoßen hier an Grenzen. Deshalb entwickeln wir räumlich fraktionierte (inhomogene) Ansätze, welche ähnlich einer Stereotaxie gezielt sehr hohe Dosen mitten in den Tumor verabreichen (z. B. Lattice, zentraler Tumorboost). Solche fokalen Hochdosisareale können Tumorreduktion induzieren, während umliegendes Gewebe geschont wird und potenziell immunologische Effekte verstärkt werden.
Abbildung: Simulation von räumlich fraktionierten Radiotherapie-Techniken.
Links: Lattice.
Rechts: Zentraler Tumor-Boost, aufgrund der technischen Analogie von uns auch als partielle SBRT (PARS) bezeichnet.
©Dr. med. Sebastian Regnery
Methodik und Translation
Unsere Forschung integriert Hochpräzisionsstrahlentherapie mit hochaufgelöster MRT-Bildgebung und MR-geführter Online-Adaptation (MR-linac). Moderne Bildgebung wird systematisch in klinische und translationale Studien eingebunden.
In Kooperation mit Partnern am Nationalen Zentrum für Tumorerkrankungen Heidelberg (NCT) und dem Deutschen Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ) analysieren wir zudem zirkulierende Tumor-DNA, Immunzellpopulationen und bildgebende Biomarker. Ziel ist die Entwicklung adaptiver, biomarker-gestützter Therapiestrategien.
Studienporträt
In der PUMA-Studie untersuchen wir die Anwendung von MR-geführter, adaptiver Bestrahlung bei lokal-fortgeschrittenen Bronchialkarzinomen. Unsere ersten vielversprechenden Ergebnisse fasst cand. med. Tobias Barton in einem Interview auf dem Deutschen Krebskongress 2026 zusammen: Bitte Play Button drücken.
Du hast Lust auf eine klinische Forschungsarbeit in einem vielfältigen, interdisziplinären Umfeld? Du möchtest selbst irgendwann zu nationalen oder internationalen Fachkongressen beitragen? Wir suchen stets engagierte Studierende für Forschungs- und Doktorarbeiten (s. unten “offene Stellen”)
Radioonkologie 4.0: Der Arbeitsplatz der Zukunft
Aufgrund der Notwendigkeit einer zunehmenden Beschleunigung von adaptiven Bestrahlungstechniken entstand der Wunsch zur automatischen Erstellung von Strahlentherapieplänen. Erste KI-Algorithmen wurden in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ) entwickelt. Inzwischen sind sehr erfolgreiche neuronale Netzwerke entstanden, die wir im Rahmen klinischer Studien zusammen mit kommerziellen Produkten zur KI-basierten Anamneseerhebung und Entscheidungsunterstützung untersuchen möchten. Dadurch entwickeln wir uns nicht nur technisch-methodisch weiter, sondern erlangen zugleich einzigartige Einblicke in den Arbeitsplatz der Zukunft.
English Summary
We develop personalized, biologically informed radiotherapy concepts based on high-precision technology and MR-imaging. Our work focuses on stereotactic and spatially fractionated radiotherapy. We address both effective tumor control and long-term toxicity, including low-dose effects on the immune system.
Current projects, such as the MAGELLAN-, PUMA- or SPARROW-trial, investigate MR-guided adaptive techniques to tailor high dose radiotherapy to lung tumors. All research is embedded in a translational framework integrating advanced imaging, circulating tumor DNA, and immunomonitoring to establish adaptive and personalized treatment strategies.
Ärztliche Mitarbeiter-/Innen
Funktionsoberarzt; Arbeitsgruppenleiter Stereotaktische und räumlich fraktionierte Radiotherapie
Doktoranden
- Cand. med. Tobias Barton; Promotion PUMA Studie (laufend)
- Cand. med. Lukas Gerke (geplant)
- Cand. med. Efthimios Katsigiannopulos (laufend)
Klinische Studien
MAGELLAN-Studie (Rekrutierung abgeschlossen, im Follow-up): Die MAGELLAN-Studie ist eine prospektive Phase-I-Studie zur Dosissteigerung bei MR-geführter, adaptiver Stereotaxie von ultrazentralen Lungentumoren. Ziel ist es, eine sichere und gleichzeitig wirksame Therapie für Tumoren in unmittelbarer Nähe kritischer Strukturen zu etablieren.
- PUMA-Studie (Rekrutierung abgeschlossen, im Follow-up): Die PUMA-Studie ist eine multizentrische Pilotstudie zur Machbarkeit der MR-geführten, online adaptiven, normofraktionierten Radiotherapie bei lokal fortgeschrittenem NSCLC. Untersucht werden klinische und technische Parameter zur Etablierung dieser Technik im kurativen Setting.
- PUMA II – Studie (rekrutiert): Multizentrische Fortführung der PUMA-Studie im Konzept eines prospektiven Real-World-Kollektives.
- SPARROW-Studie (rekrutiert): Die SPARROW-Studie ist eine geplante Phase-I/II-Studie zur personalisierten Bestrahlung lokal fortgeschrittener NSCLC unter Integration räumlich fraktionierter Radiotherapie als Induktionstherapie.
- NAVIGATORR-Studie (rekrutiert): Die NAVIGATORR-Studie ist eine multizentrische, interdisziplinäre Pilotstudie zur Integration intraoperativer Navigationsdaten mit pathologischer Annotation in die postoperative Bestrahlungsplanung. Untersucht wird eine präzisere multidisziplinäre Kommunikation und das Potential der Individualisierung von Bestrahlungsplänen.
Kooperationspartner
Internation
Prof. Thomas Bortfeld & Dr. Ali Ajdari, Mass General Brigham Hospital, Harvard Medical School, Boston, USA
Adaptive Radiotherapie
Dr. med. Fabian Weykamp; Oberarzt, Forschungsschwerpunkt: Thorakale Radioonkologie, Leiter „offline MR-geführte Strahlentherapie / ETHOS®+Shuttle MRT“ (Link)
Wir sind Teil der Forschungsgruppe MR-geführte Strahlentherapie (Link)
Medizinphysik
Prof. Dr. Andrea Mairani; Group Leader Biophysics in Particle Therapy, HIT (Link)
Prof. Oliver Jäkel, Dr. Niklas Wahl, Abteilung Medizinische Physik in der Strahlentherapie, DKFZ Heidelberg
Dr. Abdelkhalek Hammi, AMTEC-PRO, TU Dortmund
Medizinische Informatik und KI
Prof. Klaus Maier-Hein; Head of Division Medical Image Computing, DKFZ Heidelberg
Dr. Tobias Norajitra; Medical Image Computing, DKFZ Heidelberg
Medizinische Informatik und KI
Dr. Peter Neher statt Dr. Tobias Norajitra
Radioonkologie bei Kopf-Hals-Tumoren
PD Dr. med. Thomas Held; Geschäftsführender Oberarzt, Arbeitsgruppenleiter Kopf-Hals-Tumore (Link)
Klinik für Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie
Prof. (apl.) Dr. med. Dr. med. dent. Oliver Ristow; Ltd. Oberarzt; Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie UKHD
Dr. med. Dr. med. dent. Reinald Kühle; Oberarzt; Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie UKHD
Dr. med. Dr. med. dent. Jennifer Fuchs; Fachärztin; Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie UKHD
Translationale Analysen
Prof. Albrecht Stenzinger; Molekulare Pathologie, Institut für Pathologie, UKHD
PD Dr. Daniel Kazdal; Molekulare Pathologie, Institut für Pathologie, UKHD
Dr. Isabel Poschke; Head of Immune Monitoring Unit, DKFZ Heidelberg
Prof. Dr. Amir Abdollahi, Translationale Radioonkologie, NCT Heidelberg
Prof. Holger Sültmann, Krebsgenomforschung, NCT Heidelberg
Kardioonkologie
Prof. Dr. Lorenz Lehman, Medizinische Klinik Heidelberg, Abteilung für Kardioonkologie
Offene Stellen
Medizinstudierende mit Interesse an innovativer (Radio)Onkologie sind jederzeit herzlich eingeladen, Kontakt mit uns aufzunehmen. Wir vergeben regelmäßig HiWi-Stellen und medizinische Doktorarbeiten. Vorerfahrungen in der Strahlentherapie sind hilfreich, aber nicht obligatorisch. Bewerbungen mit kurz gefasster Motivation und CV gerne per E-Mail an Dr. Sebastian Regnery.