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Fußballroboter im Tor © Nikolas Golsch​/​TU Dortmund
Medizinphysik und Strahlentherapie

Das Gehirn auf molekularer Ebene besser verstehen

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Auf dem Foto sieht man eine Person im Labor, die an einem Mikroskop arbeitet. © André Wirsig​/​Universitätsklinikum Dresden
Forscher*innen untersuchen die biologischen Mechanismen strahlenbedingter Hirnschäden, um das Risiko von Nebenwirkungen besser vorhersagen zu können.
Was passiert im Gehirn nach einer Strahlentherapie? Und wie beeinflussen etwaige Veränderungen die Gehirnfunktion und die Lebensqualität von Betroffenen? Ein interdisziplinäres Verbundprojekt, das Forschende von fünf Standorten zusammenbringt und vom Bund mit über zwei Millionen Euro gefördert wird, untersucht diese Fragen. Von der TU Dortmund ist der Medizinphysiker Prof. Armin Lühr beteiligt. Er verbindet Daten aus bildgebenden Verfahren wie der Magnetresonanztomographie (MRT) mit Daten von detaillierten Gewebeuntersuchungen, um die molekularen und zellulären Ursachen auffälliger MRT-Bilder zu erforschen und Veränderungen im Gehirn vorherzusagen.

Hirntumore gehören zu den häufigsten Erkrankungen, die eine Strahlentherapie erforderlich machen. Die Behandlung ist zwar effektiv, allerdings können je nach Lage und Größe der bestrahlten Hirnareale sowie der Intensität der Bestrahlung auch gesunde Gehirnzellen langfristig geschädigt werden. Bei etwa einem Fünftel der Behandelten sind später im MRT sichtbare Veränderungen im gesunden Hirn festzustellen. In bis zu 20 Prozent der Fälle können diese Veränderungen Symptome verursachen und die Lebensqualität einschränken.

Im neuen Projekt „UncovRT“ (Uncover molecular mechanisms of side effects after cranial Radiation Therapy to improve quality of life for long term survivors of brain cancer) soll der Einfluss behandlungsbedingter Veränderungen im Gehirn auf die Lebensqualität und die Gehirnfunktion bei erwachsenen Patient*innen und Kindern erstmals systematisch erfasst werden. Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) fördert das Vorhaben im Rahmen der „Nationalen Dekade gegen Krebs“ mit rund zwei Millionen Euro. Die Initiative fördert auch Forschungsvorhaben im Bereich „Cancer Survivors“: Denn Krebsüberlebende müssen sich häufig mit Langzeitfolgen ihrer Erkrankung oder auch der zur Behandlung eingesetzten Therapie auseinandersetzen.

Vorhersagemodelle für Spätfolgen entwickeln

Das interdisziplinäre Konsortium wird von Prof. Mechthild Krause, Professorin für Translationale Radioonkologie an der TU Dresden und Direktorin der Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie und Radioonkologie am Universitätsklinikum Carl Gustav Carus, geleitet und bringt Wissen­schaft­ler*innen aus Forschungseinrichtungen in Dresden, Hamburg, Heidelberg, Essen und Dortmund zusammen. Das Team wird eine gemeinsame Datenbank für klinische, translationale und präklinische Daten aufbauen. Diese soll die Grundlage für die Analyse von in Nachsorge-MRTs beobachteten Veränderungen im Gehirn bilden, die nach einer Strahlenbehandlung auftreten können. In präklinischen Studien mit Mausmodellen untersuchen die Gruppen aus Dresden, Hamburg und Heidelberg die biologischen Mechanismen strahlenbedingter Hirnschäden und identifizieren molekulare Parameter, die das Risiko solcher Schäden vorhersagen können. „Gemeinsam wollen wir Vorhersagemodelle weiterentwickeln, die künftig auf Basis von MRT-Aufnahmen abschätzen sollen, ob, wann und in welchem Hirnbereich Spätfolgen auftreten könnten“, sagt Prof. Armin Lühr, Inhaber der Professur für Medizinphysik und Strahlentherapie an der Fakultät Physik der TU Dortmund. Ein besonderer Schwerpunkt liegt darauf, den zeitlichen Verlauf dieser Prozesse besser zu verstehen, um geeignete Zeitpunkte für vorbeugende oder therapeutische Maßnahmen zu bestimmen. 

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