Bei der Strahlentherapie (auch Radiotherapie) werden Krebszellen mittels ionisierender Strahlung zerstört. Dabei wird gezielt eine bestimmte Dosis auf den Tumor oder die betroffene Region des Körpers gerichtet, um die Krebszellen zu schädigen. Forschende des Innovationszentrums für Computerassistierte Chirurgie (ICCAS) der Universität Leipzig haben eine Kombination aus Erwärmung und Strahlentherapie zur Steigerung des Therapieerfolgs untersucht. Dabei wird das zu bestrahlende Tumorgewebe vorab mittels fokussiertem Ultraschall nicht-invasiv auf 45°C erwärmt. Die Krebszellen reagieren somit sensitiver auf die Bestrahlung, wodurch sich das Tumorwachstum reduziert.

Am Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI wurden die entsprechenden In-vivo-Versuche realisiert und das Proof-of-Concept erbracht. Die Messungen erfolgten im hochauflösenden 7-Tesla-Magnetresonanztomographen (7T-MRT) des Instituts. Das MRT-kompatible Ultraschallsystem wurde vom Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT in Sulzbach entwickelt und bereitgestellt. In Kooperation mit ICCAS haben die Wissenschaftler*innen des Fraunhofer IZI erfolgreich die Ultraschalltechnik im 7T-MRT integriert. Ziel war es, die Gewebetemperatur mittel MR-Thermometrie zu verfolgen. Nach erfolgreicher Etablierung der optimalen Versuchsparameter, wurde das gesamte Therapiekonzept anhand eines Tiermodels (subkutaner Tumor in der Maus) evaluiert. Dabei konnte gezeigt werden, dass durch die Kombination gezielter induzierter Hyperthermie und Strahlenbehandlung eine signifikante Reduktion des Tumorwachstums erreicht wird.

Die Ergebnisse veröffentlichten die Forschenden gemeinsam im Fachjournal Cells: DOI dx.doi.org/10.3390/cells12030481

Im nächsten Schritt sollen das Therapiekonzept und die entsprechende Ultraschalltechnologie weiterentwickelt und evaluiert werden. Neben dem Einsatz in der Krebstherapie kann fokussierter Ultraschall auch Anwendung bei anderen Krankheiten finden. Als nicht-invasive Methode zur tiefen Hirnstimulation oder durch die temporäre Öffnung der Blut-Hirn-Schranke, können zum Beispiel auch neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson adressiert werden.