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Einzigartige Modellentwicklung für präzises Targeting mit SARRP

11. Oktober 2017

Strahleninduzierte normale Gewebeschäden und Toxizität sind manchmal eine unvermeidliche Nebenwirkung bei der Behandlung von Tumoren mit Strahlentherapie. Trotz der technologischen Fortschritte in der Bildgebung, Behandlungsplanung und Dosisabgabe kann eine Strahlenbelastung von Organen und Gewebe unvermeidbar sein. Aus diesem Grund kommt es bei einigen Patienten zu strahleninduzierter Fibrose, Gewebenekrose und in schweren Fällen zu einer vollständigen Organfunktionsstörung. Beispielsweise kommt es bei Frauen, die zur Behandlung von Gebärmutterhalskrebs eine Bestrahlung des Beckenbereichs erhalten, fast immer zu einer Strahlenbelastung der Blase, was zu einem gewissen Grad an Strahlenzystitis führt (Raja et al., Journal of Urology, 2015). Zu den Symptomen einer Strahlenzystitis gehören eine Verringerung der Blasenkapazität und der allgemeinen Blasencompliance. Darüber hinaus sind strahleninduzierte Magen-Darm-Schäden auch eine Nebenwirkung bei der Bestrahlung von Läsionen im Becken- und Bauchbereich (Andreyev et al. Clinical Oncology, 2007). Zu den Symptomen, die mit einer strahleninduzierten Magen-Darm-Schädigung einhergehen, gehören unter anderem Blutungen, Übelkeit, Erbrechen, Schmerzen und Verdauungsstörungen. Für die Umsetzung in die klinische Umgebung ist ein besseres Verständnis dafür erforderlich, wie diese Probleme in einem präklinischen Modell überwunden werden können.

Aufgrund dieser klinischen Probleme, insbesondere bei Magen-Darm-Verletzungen, hat sich eine Gruppe unter der Leitung von Dr. Constantinos Koumenis an der University of Pennsylvania daran gemacht, bessere Wege zur Überwindung dieser toxischen Nebenwirkungen zu untersuchen. Kürzlich hat eine Studie und Veröffentlichung seiner Gruppe mit dem Titel „A novel mouse model to study image-guided, radio-induced intestinal damage and preclinical screening of radioprotectors“ (Verginadis et al. AACR, 2016) genau das getan. Aufgrund des Mangels an Kleintiermodellen für die gezielte Bestrahlung des Dünndarms, die eine klinische Versorgung nachahmen, haben Verginadis et al. ein einzigartiges Mausmodell entwickelt, um das Zielen auf kurze Darmsegmente mit SARRP zu unterstützen. Darüber hinaus untersuchten sie die Wirkung von Curcumin als Mittel zum Schutz des exponierten Bereichs vor strahleninduzierten Verletzungen. Frühere Studien der Gruppe von Dr. Koumenis haben gezeigt, dass Curcumin in Tumorgeweben als Strahlensensibilisator und in normalem Gewebe als Strahlenschutz wirken kann. Da einzelne Segmente des Darmtrakts mit CT allein schwer zu identifizieren sind, haben Verginadis et al. haben eine Methode zur Implantation eines kleinen röntgendichten Markers in das Jejunum eingeführt, um die Strahlung mit dem SARRP effizient zu zielen (Abbildungen A und B). Außerdem validierten sie die Strahlungsausrichtung durch histologische Analyse von λ-H2AX (Abbildung C). Zusätzlich wurde bei den Mäusen, die RT +/- Curcumin ausgesetzt waren, eine TUNEL-Färbung durchgeführt. Eine signifikante Abnahme der TUNEL-Färbung (Marker für DNA-Schäden) wurde bei den Mäusen beobachtet, denen Curcumin verabreicht wurde, im Vergleich zu denen ohne (Abbildung D). Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Curcumin sowohl bei akuten als auch bei langfristigen Wirkungen vor strahleninduzierten Schäden schützt

Insgesamt zeigt diese Studie, dass die experimentelle Methodik angepasst werden kann, um in die Funktionskapazität eines bildgesteuerten Kleintier-Mikrobestrahlers wie SARRP zu passen. Wie in der Klinik können zusätzliche Bildgebungs- und Identifizierungstechniken eingesetzt werden, um die Zielgenauigkeit zu erhöhen. Darüber hinaus wirft es Licht auf Curcumin, etwas, das im klinischen Einsatz als potenzieller Strahlenschutz bei Patienten in Betracht gezogen werden sollte, die eine Strahlentherapie im Becken-/Bauchbereich erhalten. Hier haben Verginadis et al. charakterisierte eine neuartige Methode zur Untersuchung eines klinischen Problems, für das es kein präklinisches Modell gab. Obwohl spezifisch für den Darm, kommen die Autoren zu dem Schluss, dass dieses Modell und die damit verbundenen Methoden zur weiteren Charakterisierung von Strahlungsreaktionsmodifikatoren in Betracht gezogen werden sollten.

Es ist immer wieder spannend zu sehen, wie unsere SARRP-Benutzer die wissenschaftlichen Grenzen überschreiten und neuartige präklinische Methoden entwickeln, die das Potenzial haben, das Leben eines Patienten positiv zu beeinflussen. In diesem Sinne möchte ich der Gruppe an der University of Pennsylvania zu dieser Veröffentlichung gratulieren und freue mich auf das, was als nächstes kommt!

Den vollständigen Artikel finden Sie hier hier.
Dieser Xstrahl In Action wurde einem Artikel entnommen, der auf der Website der National Library of Medicine gefunden wurde.

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