Bestrahlung mit Protonen soll Tumorzellen zerstören
Tumore könnten sich bald auf ganz neuem Wege diagnostizieren und behandeln lassen: Wissenschaftler aus Darmstadt haben eine Anlage in Betrieb genommen, die Objekte mit Protonen durchleuchtet. Die Kernbauteilchen sollen in Zukunft ein präzises Bild von Tumoren erzeugen und deren Zellen auch zerstören können.
PRIOR durchleuchtet Objekte mit Protonen: Bei Menschen könnten sich so Umrisse eines Tumors mikrometergenau sichtbar machen lassen.
Foto: GSI
Mit rasend schnellen Protonen, also positiv geladenen Bausteinen des Atomkerns, lässt sich ein Bild des Inneren von Lebewesen erzeugen – vergleichbar mit einem Röntgenbild. Einem deutsch-amerikanischen Forschungsteam ist das bereits bei einer Maus gelungen. Jetzt haben die Wissenschaftler der Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) in Darmstadt eine faszinierende Idee: Sie wollen Menschen, die an Krebs leiden, mit Protonen gleichzeitig diagnostizieren und therapieren. Die Kernbauteilchen erzeugen ein äußerst präzises Bild des Tumors, der von einem gebündelten Protonenstrahl zerstört werden soll.
PRIOR durchleuchtet Objekte mit Protonen
Möglich machen soll es PRIOR, eine Art Mikroskop, das statt mit Licht oder Elektronen mit Protonen arbeitet. FAIR ist ein Teilchenbeschleuniger für Antiprotonen und positiv geladene Atomkerne, der in Darmstadt zu Forschungszwecken aufgebaut wird. Mit PRIOR lassen sich Vorgänge sichtbar machen, die Licht, Elektronen und Röntgenstrahlen verborgen bleiben – etwa die Veränderungen in einem heißen Plasma. Das ist eine Art Gas, das aus einem kunterbunten Gemisch aus positiv und negativ geladenen Atomkernteilchen besteht. Solche Plasmen befinden sich beispielsweise in Fusionsreaktoren. Dort bestehen sie aus Wasserstoffisotopen, die miteinander reagieren sollen, um Energie zu erzeugen.
Protonen können Tumorzellen gezielt zerstören
Besonderes Interesse gilt der Bildgebung bei Lebewesen. Allerdings besteht hier eine Gefahr: Protonen zerstören Erbinformationen in den Körperzellen. Wenn die Bestrahlung einen bestimmten Wert nicht übersteigt, schafft es der körpereigene Reparaturtrupp, die Schäden zu beheben.
Dieses Innenbild einer Maus haben die Wissenschaftler mit schnellen Protonen generiert. Deutlich zu erkennen ist das Rückgrat des Nagers.
Quelle: GSI
Durchleuchtungen mit Protonen können also ungefährlich sein. In hoher Dosis zerstören sie jedoch Gewebe, was bei Tumoren natürlich erwünscht ist. Sie müssen allerdings präzise das erkrankte Gewebe treffen. Dabei hilft die Durchleuchtung mit Protonen, weil sie die Ränder des Tumors mikrometergenau sichtbar macht. PRIOR soll noch weiter optimiert werden, um die Abbildungsgenauigkeit noch zu erhöhen.
Die Darmstädter Forscher haben bereits Erfahrung mit der Bestrahlung von Tumoren. Bisher setzten sie dazu allerdings Kohlenstoffionen ein, mit großem Erfolg. Allerdings lassen sich in einer Forschungsanlage nur wenige Patienten behandeln.
