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10.09.2015 - Mikrowellen: Die Waffe der Zukunft gegen Krebs?

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert ein gemeinsames Projekt des Universitätsklinikums Frankfurt und der Technischen Universität Darmstadt zur Entwicklung eines neuen Mikrowellensystems. Es soll Leberkrebs besser und günstiger behandlen als bisher verwendete Verfahren.

Krebs ist weltweit eine sehr verbreitete Todesursache. In Deutschland stirbt jeder vierte Mensch in Folge eines Tumors. Eine der häufigsten Krebsarten ist Leberkrebs. Auch von Metastasen anderer Tumorarten ist die Leber oft sehr rasch betroffen. Gleichzeitig sind die Gesundheitssysteme in vielen Ländern in einer schwierigen finanziellen Lage und können teure Diagnosen und Therapien kaum finanzieren.

 

Die aktuell eingesetzten Verfahren zur Diagnose von Leberkrebs - wie Röntgen, CT oder Magnetresonanztomographie - sind aufwendig, nicht immer präzise und bergen Risiken für Patienten. Zur Behandlung wird in der Regel auf chirurgische Operationen oder Chemotherapien gesetzt, die den Patienten ebenfalls erheblich Belastungen aussetzen. Eine vielversprechende Alternative ist die Mikrowellentechnologie. Sie kann sowohl für eine schonende und präzise Diagnostik als auch zur Entfernung von Tumorgewebe eingesetzt werden. Die DFG hat daher jetzt entschieden, ein gemeinsames Forschungsprojekt des Universitätsklinikums Frankfurt und der Technischen Universität Darmstadt zur Entwicklung eines sogenannten Dual-Mode-Mikrowellensystems zu fördern. Im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms "Elektromagnetische Sensoren für Life Sciences: neuartige Sensorkonzepte und Technologien für biomedizinische Analytik und Diagnostik, Prozess- und Umweltmonitoring" erhält alleine der Frankfurter Standort eine Fördersumme von rund 300.000 € über eine Förderperiode von drei Jahren.

Verschiedene Studien haben in jüngerer Zeit belegt, dass die Mikrowellentechnologie eine Erfolg verheißende Ausweichlösung gegenüber herkömmlichen Verfahren ist, aber noch weiterentwickelt werden muss. Für die Diagnose werden elektromagnetische Signale ausgesendet. Das untersuchte Gewebe reflektiert die Strahlen und die krebsbefallenen Zellen lassen sich dadurch präzise abbilden.

Prof. Thomas Vogl

Zur Therapie können Mikrowellen entweder minimalinvasiv durch eine Sonde oder sogar nichtinvasiv durch die Haut auf das Tumorgewebe gelenkt werden. Dieses wird durch die Wellen erhitzt, zerstört und kann vom Körper selbstständig abgebaut werden. Das Verfahren nennt sich Thermoablation . Das Universitätsklinikum Frankfurt ist bereits führend beim Einsatz der Mikrowellentechnologie zur Behandlung von Leber- und Lungentumoren. Das DFG-geförderte Forschungsprojekt soll dieses Verfahren jetzt weiterentwickeln.

"Die Technologie hat großes Potenzial, die Diagnose und Therapie von Krebs zu verbessern. Unser Forschungsprojekt bietet hierfür besondere Chancen aufgrund der Zusammenarbeit medizinischer und technischer Wissenschaftler", erläutert Prof. Thomas Vogl, Direktor des Instituts für Diagnostische und Interventionelle Radiologie und Projektverantwortlicher auf Seiten des Universitätsklinikums Frankfurt. Er kooperiert mit Prof. Jakoby, Geschäftsführender Direktor des Instituts für Mikrowellentechnik und Photonik an der Technischen Universität Darmstadt. Um die Technologie weiterzuentwickeln, möchten die Wissenschaftler fünf Ziele erreichen. Sie wollen ein Modell der Thermoablation auf Grundlage medizinischer Daten entwickeln. Dieses Modell soll vorhersagen können, wie sich die Temperatur ein einem Gewebe durch die Bestrahlung entwickelt.

 
Prof. Rolf Jakoby

Damit könnte es zu einer genauen Behandlungsplanung eingesetzt werden. Das zweite Ziel ist die Entwicklung des neuartigen Dual-Mode-Mikrowellensystems selbst. Außerdem streben die Forscher an, dass die Technologie parallel sowohl für die Diagnose als auch für die Therapie eingesetzt. werden kann. Gleichzeitig soll die Methode durch dieses System erstmalig auch mit der Magnetresonanztomographie kompatibel sein, um den Therapieerfolg schon während des Eingriffs optimal überprüfen zu können. Des Weiteren will das Projekt die Systemkonfiguration gegenüber bestehenden Ansätzen verbessern. Als vierten Schritt sind ausgiebige Tests der Technologie vorgesehen und das letzte Arbeitsziel ist eine umfassende Auswertung der Leistungsfähigkeit des Dual-Mode-Mikrowellensystems aus medizinischer und ingenieurtechnischer Perspektive.

"Damit wollen wir die Grundlage für einen tatsächlichen Einsatz des Dual-Mode-Mikrowellensystems in der Medizin legen. Es könnte die Behandlung von Krebspatienten mit Leberkrebs deutlich verbessern und das Gesundheitssystem finanziell entlasten. Nach einer erfolgreichen Etablierung hat das Verfahren auch das Potenzial, auf andere Tumorarten ausgeweitet zu werden", so Prof. Vogl.