MDCK-MRP2 - Dkfz

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Forschungsschwerpunkt E
Innovative Krebsdiagnostik und -therapie
Abb 3: Tumorantwort auf eine konventionell fraktionierte Strahlentherapie
mit 2 Gy pro Tag für Tumoren mit gleicher Strahlenempfindlichkeit
aber unterschiedlicher Zellkinetik und unterschiedlicher
Fähigkeit Angiogenese zu stimulieren. Abb 3 a) zeigt Tumoren
mit (gepunktet) und ohne Angiogenese für Tpot = 2 d. Abb 3
b) zeigt die gleichen Simulationen für Tumoren mit Tpot = 2 d.
Ein Ende 2003 begonnenes Projekt widmet sich der Modellierung
von TCP und NTCP bei Lungentumoren, mit über
100000 Neuerkrankungen pro Jahr der häufigste Krebs in
Deutschland. In diesem Projekt geht es darum, bestehende
radiobiologische Modelle zu validieren und sie mit Hilfe
von Parametern, die sich aus der biologischen Bildgebung
bestimmen lassen, zu ergänzen. Ein weiteres Ziel dieses
Projekts ist es, anhand statistischer Methoden, radiobiologische
und physikalische Parameter zu identifizieren, die
eine Vorhersage über die resultierende TCP und NTCP erlauben.
In Zusammenarbeit mit dem Memorial Sloan-Kettering
Cancer Center (MSKCC), New York, wurde die lokale Tumorkontrolle
bei Patienten mit Prostatatumoren ausgewertet,
die dort im Rahmen einer Dosis-Eskalationsstudie behandelt
wurden. Dieses Projekt konnte während des Berichtszeitraumes
zum Abschluß gebracht werden [5, 6].
Das Ziel eines weiteren Projektes der Arbeitsgruppe bestand
in der Untersuchung später Strahlenfolgen im Gehirn
nach stereotaktischer Einzeit-Hochdosisbestrahlung von
Patienten mit zerebralen arteriovenösen Malformationen
(AVM). In einer retrospektiven Untersuchung wurden für
73 AVM Patienten strahleninduzierte Normalgewebeveränderungen
im Gehirn, d.h. Ödeme und Störungen
der Blut-Hirn-Schranke, ausgewertet, welche anhand
von MR Bildgebung während der Nachsorge erfassbar sind.
Je nach Ausdehnung der Normalgewebeveränderung wurden
die Endpunkte Ödem und Schrankenstörung weiter
Abteilung E040
Medizinische Physik in der Strahlentherapie
DKFZ 2004: Wissenschaftlicher Ergebnisbericht 2002 - 2003
in drei Stufen differenziert (gering, mittelgroß, groß). Eine
erste Untersuchung der Daten [7] konnte eine Korrelation
der Normalgewebeveränderungen mit verschiedenen
Charakteristika der dreidimensionalen physikalischen Dosisverteilung
im Gehirn aufzeigen, welche für jeden Patienten
individuell berechnet wurden. Dabei zeigte sich, daß
das Risiko für das Auftreten von Normalgewebeveränderungen
gleich gut durch verschiedene einzelne Parameter
beschrieben wird, die sowohl von der applizierten Dosis als
auch vom bestrahlten Gehirnvolumen abhängen. Dazu
gehören die mittlere Dosis in einem Volumen von 20 cm 3
und das absolute Hirnvolumen, das eine Dosis von mindestens
12 Gy erhält. In einer zweiten Untersuchung [8]
wurden Dosis/Volumen-Wirkungsbeziehungen für die verschiedenen
Endpunkte aufgestellt, die die aktuarischen
Risiken für das Auftreten der betrachteten Normalgewebeveränderungen
innerhalb von 2,5 Jahren nach Strahlenchirurgie
beschreiben. Diese Wirkungsbeziehungen erlauben
eine quantitative Abschätzung des Risikos für strahleninduzierte
Normalgewebeveränderungen im Gehirn nach
stereotaktischer Einzeit-Hochdosisbestrahlung von AVM
Patienten. Ein tieferes Verständnis der Ursache dieser
Normalgewebeveränderungen und ihrer Korrelation mit der
angestrebten Obliteration ist Gegenstand einer derzeit laufenden
Untersuchung. Die genaue Kenntnis der Dosis/Volumen-Wirkungsbeziehungen
kann zukünftig zur Optimierung
der Strahlentherapie in AVM Patienten beitragen.
Publikationen: (* = externer Koautor)
[1] Borkenstein K, Levegrün S: Computer simulation of the response
to radiotherapy of angiogenic tumors. Radiother Oncol
(2003); 67 (Suppl 1): 26.
[2] Borkenstein K, Levegrün S, Peschke P: Computersimulation
von Tumorantwort auf Strahlentherapie: Auswirkung unterschiedlicher
Fraktionierungsschemata. Strahlenther Onkol
(2003); 179 (Abstractband zum DEGRO Kongress): 79.
[3] Becker M, Borkenstein K, Levegrün S: Computersimulation
von Tumorantwort auf Strahlentherapie: Auswirkung von Dosisinhomogenitäten.
Strahlenther Onkol (2003) 179 (Abstractband
zum DEGRO Kongress): 79.
[4] Borkenstein K, Levegrün S, Peschke P: Biological Modeling
and Computer simulations of tumor growth and tumor response
to radiotherapy. Rad Res (2004); 162 (1): 71-83.
[5] Levegrün S, Jackson A*, Zelefsky MJ*, Venkatraman ES*,
Skwarchuk MW*, Schlegel W, Fuks Z*, Leibel SA*, Ling CC*: Risk
Group Dependence of Dose-Response for Biopsy Outcome after
Three-Dimensional Conformal Radiation Therapy of Prostate
Cancer. Radiother Oncol (2002); 63: 11–26.
[6] Levegrün S: Modeling Tumor Control after Three-Dimensional
Conformal Radiotherapy (3D-CRT) of Prostate Cancer. Radiother
Oncol (2003); 68 (Suppl. 1): S 61.
[7] Levegrün S, Hof H, Essig M, Schlegel W, Debus J: Radiation-
Induced Changes of Brain Tissue after Radiosurgery in Patients
with Arteriovenous Malformations: Correlation with Dose-Distribution
Parameters. Int J Radiat Oncol Biol Phys, (2004); 59 (3):
796-808.
[8] Levegrün S, Hof H, Essig M, Schlegel W, Debus J: Radiation-
Induced Brain Tissue Changes after Radiosurgery (RS) of Patients
with Cerebral Arteriovenous Malformations (AVM): Correlation
with Dose Distribution Variables and Dose Response. Int J
Radiat Oncol Biol Phys (2003); 57(2) (Suppl): 330–331.