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entdeckt_02_2012

entdeckt 02 .12 TITEL WWW.Hzdr.DE Hier nun kommt zu Hilfe, dass Strahlung nicht gleich Strah- lung ist. Neben den Röntgenstrahlen aus dem in der Klinik eingesetzten Linearbeschleuniger oder den Protonenstrahlen, die derzeit in nur einigen großen Zentren weltweit für die Strahlentherapie im Einsatz sind, existiert quasi eine „Trick- kiste“, aus der sich die HZDR-Forscher bedienen können. Diese ist mit unterschiedlichen Strahlern gefüllt, beispiels- weise mit Betastrahlern wie Yttrium-90, Lutetium-177 oder Rhenium-188. Betastrahler senden mit einer für sie typischen Halbwertszeit und Energie aus dem Atomkern Elektronen aus. Lutetium-177 etwa hat eine Halbwertszeit von 160 Stunden, Yttrium-90 von knapp 65 Stunden. Die Halbwertszeit ist wichtig für die Präparationszeit im Labor und später in der Klinik, wenn es um die zu verabreichende Dosis im Tumor geht. Die Energie der von den Strahlern emittierten Elek- tronen wiederum gibt deren Reichweite vor, wobei diese im Vergleich zur externen Strahlentherapie deutlich geringer ist. Somit ist das den Krebs umgebende, gesunde Gewebe weni- ger Strahlendosis ausgesetzt als der Tumor. Die „Trickkiste“ hat aber noch mehr zu bieten: Abhängig von der Größe des jeweiligen Tumors bzw. der Metastase könn- ten mit den passenden Radionukliden maßgeschneiderte Wirkstoffe für die interne Bestrahlung entwickelt werden. So könnte beispielweise Yttrium-90 mit einer maximalen Eindringtiefe von 11 Millimetern für relativ große Tumoren eingesetzt werden, wohingegen sich die von Lutetium-177 emittierten Elektronen mit deutlich geringerer Energie und einer maximalen Reichweite von knapp zwei Millimetern sehr gut für kleine Metastasen eignen würden. Möglich wäre auch ein Mix aus unterschiedlichen Radionukliden, um eine hochwirksame Therapie zu gewährleisten. Aber auch damit schließt sich die „Trickkiste“ noch nicht: Prinzipiell sind Alphastrahler ebenfalls für die interne Be- strahlung geeignet. Diese wären sogar eine noch effektivere Waffe gegen Krebs, weil Alpha-Partikel – also Helium-Kerne – über eine deutlich höhere Masse verfügen im Vergleich zu den Elektronen. Damit haben sie im Gewebe eine sehr niedrige Reichweite in Größenordnungen von nur wenigen Zehntel Mikrometern, geben aber auf diesem ultrakurzen Weg ihre gesamte Energie ab. So können sie Krebszellen besonders stark schädigen. Unabhängig davon, welches Radionuklid am Ende eingesetzt wird, besteht die Herausforderung immer darin, dass es mit Mini-Transportern gezielt zu den Krebszellen gelangt ohne andere Organe, wie das Knochenmark, die Nieren oder die Leber, zu schädigen. Die Wissenschaftler im HZDR haben in den letzten Jahren vor allem daran gearbeitet, wie Betastrah- ler mit unterschiedlichen Molekülen sicher im Körper zu den Krebszellen transportiert werden können – und gehen damit einen innovativen und erfolgreichen Weg. Strahlender Transport mit Punktlandung In Dresden konnten mit Radionukliden versehene Antikörper am Tiermodell bereits unter Beweis stellen, dass die interne Strahlentherapie in Kombination mit der externen Bestrah- lung prinzipiell die Zerstörungsrate von Tumoren erhöht. Nun sind Antikörper ausgesprochen große Moleküle, die sich nur langsam aus der Blutbahn heraus in den Tumor oder die Metastase bewegen. Es dauert mitunter mehrere Tage, bis solch ein Antikörper im Krebsgewebe maximal angereichert ist. Die lange Zirkulation jedoch könnte zu unerwünscht hohen Strahlendosen in gesundem Gewebe führen. „Das bei uns angewandte Schlüssel-und-Schloss-Prinzip sieht vor, dass die radioaktive Komponente erst verabreicht wird, wenn sich die Antikörper-Moleküle vollständig im Krebsgewebe eingefunden haben. Dadurch soll der restliche Organismus vor einer un- nötigen Strahlenbelastung geschützt werden. Die radioaktive Substanz – der Schlüssel – wird nach einer Pause von ein bis mehreren Tagen injiziert und gelangt sehr schnell zum Tumor- gewebe. Dort erkennt der Schlüssel das passende Schloss, also den Antikörper, und bindet ausschließlich an diesen“, erläutert Hans-Jürgen Pietzsch. Die Wissenschaftler nutzen hierfür zwei zusammengehörige DNA-Einzelstränge. Während an den Antikörper der eine DNA-Strang gebunden wird, transportiert der dazu komple- mentäre DNA-Strang das entsprechende Radionuklid. Treffen die beiden DNA-Einzelstränge aufeinander, gehen sie eine blitzschnelle und äußerst stabile Verbindung ein. Die dabei stattfindende Reaktion erinnert an einen sich rasend schnell schließenden Reißverschluss. Christian Förster, Mitarbeiter in der Abteilung Radiotherapeutika, hat dieses Prinzip in seiner Promotionsarbeit untersucht und weiterentwickelt. Er betont: „Hierfür kommt die natürlich vorkommende DNA KOMBINATION: Durch die Verbindung von Röntgendiagnostik und Computertomographie mit der Strahlentherapie können Tumore präziser bestrahlt werden. Es wird weniger gesundes Gewebe geschädigt und die Nebenwirkungen werden verrin- gert. Foto: Rainer Weisflog

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