Biomarker der Schwerionentherapie

• Applicant: Professor Amir Abdollahi, Ph.D.
• Subject Area: Nuclear Medicine, Radiotherapy, Radiobiology
• Term: from 2013 to 2017
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 59368893

Ein integraler Bestandteil der Krebstherapie ist die Strahlentherapie, die zirka zwei Drittel der Patienten im Laufe ihrer Erkrankung erhalten. Das Patientenkollektiv ist dabei hinsichtlich des Tumor Ansprechens und der Entwicklung von Nebenwirkungen sehr heterogen. Bisher fehlen hier geeignete Marker, um das Therapieansprechen sicher vorauszusagen. Um die Patienten, die von einer Strahlentherapie profitieren besser zu stratifizieren, ist es daher von großer klinischer Bedeutung, neue molekulare und pathophysiologische Marker mit diagnostischer und prognostischer Aussagekraft zu entdecken. Deshalb soll in der zweiten Förderungsperiode ein Zentralprojekt aufgebaut werden mit dem Ziel, drei wichtige übergeordnete Fragestellungen der translationalen Radioonkologie gemeinsam zu erforschen; 1) Entwicklung von genomischen und proteomischen Biomarkern der Schwerionentherapie aus dem peripheren Blut. Basierend auf den vielversprechenden Vorarbeiten soll systematisch peripheres Blut von allen KFO Studienpatienten, gesammelt werden. Nach Isolation von genomischem (DNA, mRNA, miR) und proteomischem Material und Qualitätskontrollen werden die Proben in der zentralen Blutbank der Molekularen RadioOnkologie asserviert und für die verschiedenen TP-spezifischen Fragestellungen zur Verfügung gestellt. Für diese Förderperiode stehen die Validierung der Pankreaskarzinom Mikrometastasen- und Operabilitäts Signaturen, und die Entdeckung von Schwerionentherapie spezifischen Signaturen im Mittelpunkt. Desweiteren werden bekannte Liganden und Regulatoren des VEGFR und EGFR Signalwegs, Kandidaten aus Hypoxie-Signaturen sowie Gen/Protein Sets von pro-angiogenen und pro-inflammatorischen Zytokinen untersucht. 2) Evaluierung der prädiktiven Aussagekraft von zirkulierenden Tumor Zellen (CTCs) auf das Tumoransprechen. Es soll festgestellt werden, ob die CTCs mit dem Ausbereitungsstatus der Tumore vor Therapiebeginn und dem Tumor Ansprechen auf die Schwerionentherapie korrelieren. Desweiteren soll die Aussagekraft des CTC-Anstiegs nach Therapie, als Frühindikator des Lokalrezidivs bzw. Fernmetastasierung evaluiert werden. Bei Patienten mit histopathologischem Nachweis von relevanten Biomarkern, wie z.B. EGFR-Amplifikation bei Lungenkarzinom Patienten, soll die Korrelierbarkeit des Befundes mit der CTC-basierten Tumordiagnostik überprüft werden. 3) Evaluierung von metabolischen- und pathophysiologischen Parametern des Tumoransprechens auf die Schwerionentherapie. Dazu gehören Tumorperfusion, Tumor-Gefäßpermeabilität, Tumornekrose, Infiltration des umgebenden Gewebes, Tumor Oxygenierungsstatus und pH. Die Integration dieser Parameter mit molekularen Blut-Untersuchungen, CTCs und klinischen Daten wird einen einzigartigen Einblick in die Tumorpathophysiologie erlauben. Diese Erkenntnisse sind essentiell für die biologische Optimierung der Strahlentherapie.

• DFG Programme: Clinical Research Units
• Subproject of: KFO 214: Heavy Ion Therapy in Radiation Oncology