Nach einem Entwicklungssprung der letzten 20 Jahre hat die hergebrachte Standardbestrahlung mit Röntgen ein Plateau erreicht: Auf Computertomographien gestützte, computergerechnete Planungen, leistungsfähige Bestrahlungsgeräte, Bestrahlungen aus mehreren (IMRT-Verfahren) oder vielen (stereotaktische Methoden) Richtungen, die die unregelmäßigen Tumorformen genauer erfassen. Alle diese Methoden konnten aber den Hauptnachteil der Röntgenbestrahlung nicht beseitigen: Röntgenstrahlen können nur zweidimensional – oben, unten sowie links, rechts auf den Tumor gezielt werden, nicht in Strahlrichtung. Hier handelt es sich um eine Durchschussmethode; die wirksamste Dosis tritt immer vor dem Tumor auf, die Strahlung durchschlägt den Körper ohne Konzentration auf den Tumor.
Forschung und Fortschritte konzentrieren sich heute daher auf die Protonentherapie. Hierbei ersetzten beschleunigte Wasserstoffatomkerne die alten Röntgenstrahlen. Die Methode macht sich ein vor über hundert Jahren entdecktes Phänomen zu Nutze. Die in den Körper eindringenden Protonen geben zunächst nur wenig Energie ab, setzen wenige Schäden. Sie werden aber langsamer, der Schaden, die Wirkung, die Ionisation konzentriert sich in einem lokalen Gipfel, nach dem Entdecker Bragg-Peak genannt (Abbildung). Die Beschleunigung der Protonen ist wählbar, der Bragg-Peak auf diese Weise millimetergenau in den Tumor zu justieren. Im Gegensatz zu Röntgen, wo das gesunde Gewebe immer mit einer größeren Menge an Strahlung belastet wird als der Tumor selbst, tritt vor dem Tumor im Einstrahlungsbereich eine niedrigere Strahlung als bei Röntgen auf, hinter dem Tumor fällt keine Dosis mehr an. Von Nebenwirkungen im hohen Maße befreit, kann der Therapeut die Strahlenwirkung und Sterilisation der Zellen wesentlich präziser in den Krebs konzentrieren. An der größten und fortschrittlichsten Protonenanlage in Europa, dem RPTC in München bündeln sich daher die aktuellen Entwicklungsschritte:
In der Zielplanung wird eine neue Vervollkommnung der eingesetzten Algorithmen angewandt: Das sogenannte Monte-Carlo-Verfahren berechnet statt globaler Annahmen zum Verhalten der eingestrahlten Protonen die Verteilung der Ionisation deutlich genauer.
Diese neuen Rechenverfahren erlauben es in Zukunft auch, die gesamten Erfahrungswerte über mögliche Spätfolgen – zum Beispiel die bei der Bestrahlung von Kindern gefürchteten Spätkarzinomentwicklungen – individuell im Voraus zu kalkulieren.
Beispielsweise beim Prostatakarzinom kann die Sterilisation des Tumors mit sogenannten Tumormarkern (PSA) schon unmittelbar nach der Therapie beobachtet werden. Die Analyse von zirkulierender DNA (Liquid Biopsy) verspricht es, in Zukunft den Erfolg der Therapie auch anderer Tumore laufend zu überwachen.
Ein Problem bei der Prostatabestrahlung ist die Schonung des Enddarms. Mit der Protonentherapie ist diese ohnehin schon sicherer als mit den hergebrachten Methoden. Durch Setzen eines „Spacers“, der den Enddarm aus der Strahlungszone abdrängt, später aber vom Körper abgebaut wird, sind Enddarm-Blutungen als Bestrahlungsfolge auszuschließen.
Ein häufiger Versagensgrund der Therapie beim Prostatakarzinom ist das Übersehen oder die Nichtbehandlung von Lymphknotenmetastasen, die sich von der Prostata nach oben entwickeln. Eine Operation dort wäre sehr aufwendig, eine Bestrahlung mit Röntgen ist aufgrund der Miterfassung des Dünndarms risikoreich. Mit Protonen kann von der Seite oder von hinten bestrahlt werden, der empfindliche Darm wird aufgrund der Zieleigenschaften dieser Strahlenart geschont.
Die internationale Wissenschaft versucht, die Bestrahlungsdauer bei Prostatakarzinomen von konventionell 40 Tagessitzungen auf derzeit mit Protonen 21 und bei Frühfällen nur 5 Einzelbestrahlungen innerhalb einer Woche zu entwickeln. Die verringerte Zahl der täglichen Erholungspausen für den Tumor erlaubt eine Halbierung der Gesamtdosis unter diesen Umständen. Dieses sich jetzt verbreitende Verfahren ist wiederum aufgrund der typischen Protonen-Strahlkonzentration wesentlich sicherer durchführbar als mit Röntgenstrahlen.
Die nach Tumorresektionen notwendige Bestrahlung der weiblichen Brust führt bei Röntgen zur Mitschädigung der Lungen, auf der linken Seite auch zur Belastung der Herzkranzgefäße mit Erhöhung der Infarktchance. Die Protonenbestrahlung kann dies vermeiden. Neuere Verfahren zur Stabilisierung der Mamma, sodass die Millimetergenauigkeit der Protonentechnik hier auch erhalten bleibt, sind in der Phase des klinischen Erfahrungsgewinns.
Mit den oben angeführten Entwicklungen beweist das RPTC weiterhin seine Rolle als heute größte und fortschrittlichste Protonentherapieanlage in Europa.
Energiedosisverteilung: Physikalischer Unterschied Röntgen / Protonen
