MR-gestützte biologisch individualisierte real-time adaptive Hochpräzisionsstrahlentherapie (bio-iMRgRT)

• Antragsteller: Professor Dr. Daniel Zips
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 281568919

Die Verbindung von Magnetresonanz-Bildgebung (MRI) mit einem integrierten Linearbeschleuniger (MRL) stellt eine konsequente Technologieentwicklung auf Basis des heutigen Standards dar. Dabei verspricht das Konzept des MRL eine auf Basis des höheren Weichteilkontrasts höhere geometrische Präzision mit Echtzeit-Adaptation und somit engere Sicherheitssäume für Dosissteigerung im Tumor und bessere Schonung Normalgewebe. Darüber hinaus verspricht die MRL-Technologie auch die Integration biologischer Bildinformationen für eine biologisch individualisierte, Echtzeit-adaptive MR-geführte Strahlentherapie (bio-iMRgRT). Die neue Technologie stellt eine enorme Herausforderung für die medizin-physikalische und klinische Forschung dar und muss wissenschaftlich auf Sicherheit und Überlegenheit im Vergleich zu existierenden Methoden untersucht werden. Dazu haben wir in Tübingen eine interdisziplinäre Forschergruppe MRgRT mit Experten in der präklinischen und klinischen MRI und funktionellen Bildgebung, Medizinphysik und Radioonkologie etabliert, um die Voraussetzungen unseres Standorts in Kooperation mit unseren nationalen und internationalen Partnern für die Entwicklung und Evaluierung der bio-iMRgRT optimal zu nutzen. Unsere Hypothese besteht darin, dass die bio-iMRgRT die klinische Umsetzung neuer Strategien biologisch-individualisierter Dosierung mit höchster Präzision erlaubt, die dem heutigen Standard überlegen sind, d.h. bessere Behandlung von Krebserkrankungen durch höhere Heilungsraten und verminderte Nebenwirkungen. In unserem interdisziplinären Forschungsprogram fokussieren wir auf Dosimetrie, MR-basierten Bestrahlungsplanung, Bildregistrierung, Dosisakkumulation, automatischen Bestrahlungsplanung, Modellen zur individuellen Dosierung sowie der Entwicklung dedizierter Protokolle für MRL-basierte Therapie einschließlich Qualitätssicherung. In der klinischen Phase werden Patienten mit Tumoren der Kopf-Hals-Region, der Prostata, des Rektums, der Speiseröhre sowie der Leber in prospektiven Studien im Vergleich zur Standard-IGRT untersucht. Diese Daten sowie die Datenbank unserer Abteilung sowie von unseren Partnern werden in Analysen für den Vergleich zur Standardmethode sowie zur Entwicklung interventioneller bio-iMRgRT-Protokolle genutzt. Zusätzlich werden neue funktionelle MR und PET-Methoden integriert. Dabei stehen insbesondere prognostisch und prädiktiv relevante Veränderungen im Verlauf der Therapie im Mittelpunkt. In der klinischen Interventionsphase werden wir neue Ansätze zur bio-MRgRT für die individualisierte Dosierung, Dosis-Fraktionierungskonzepte und organerhaltende Therapien hinsichtlich der Machbarkeit, Sicherheit und frühen klinischen Wirksamkeit als Ausgangspunkt für spätere multizentrische vergleichende Studien untersuchen. Unser interdisziplinäres Forschungsprojekt zur bio-iMRgRT ist in unseren BSc/MSc Studiengang Medizintechnik/ Medizinische Strahlenwissenschaften sowie das PhD-Programm der Medizinischen Fakultät integriert.

• DFG-Verfahren: Großgeräteinitiative
• Großgeräte: MR-Linearbeschleuniger
• Gerätegruppe: 3250 Beschleuniger (Medizin)
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Michael Baumann; Professorin Dr. Ulrike Ernemann; Professor Dr. Dietmar Georg, Ph.D.; Professor Dr. Konstantin Nikolaou; Professor Dr. Bernd Pichler; Professor Dr. Björn Poppe; Professor Dr. Richard Pötter; Professor Klaus Scheffler, Ph.D.; Professor Dr. Fritz Schick; Professor Marcel Verheij, Ph.D.
• Mitverantwortlich(e): Professorin Dr. Daniela Thorwarth