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Forschung zu Tumortherapie mit Sauerstoffionen: Auszeichnung für GSI-Doktorandin

Foto: G. Otto/GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung

Behandlungsplatz bei GSI und FAIR

Foto: Uwe Dettmar

Ausgezeichnete Nachwuchsforscherin

 

14.01.2019

Gut 20 Jahre ist es her, dass die klinischen und strahlenbiologischen Studien für die Tumortherapie mit schweren Ionen bei GSI begonnen haben. Die erfolgreiche Therapie immer weiter zu verbessern und immer passgenauer in der Medizin einzusetzen, ist heute das Ziel der Forschung bei GSI und FAIR. Diesen Weg geht auch Dr. Olga Sokol, Wissenschaftlerin in der GSI-Abteilung Biophysik. Sie forscht vor allem zum Einsatz von Sauerstoffionen bei der Tumorbehandlung. Das Thema stand im Mittelpunkt ihrer Dissertation, für die sie vor Kurzem mit dem Giersch-Preis für herausragende Doktorarbeiten 2018 ausgezeichnet wurde.

Die Ionenstrahltherapie ist ein sich rasch entwickelnder Zweig der Tumorbehandlung. Da Ionen den größten Teil der Energie am Ende ihrer Reichweite deponieren, sind sie gute Kandidaten für eine effektive Behandlung von tiefsitzenden Tumoren und ermöglichen gleichzeitig eine effiziente Schonung des umliegenden gesunden Gewebes. Die bei GSI entwickelte Tumortherapie mit beschleunigten Kohlenstoffionen ist inzwischen in der breiten klinischen Anwendung angekommen und wird unter anderem am Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum HIT eingesetzt. In der aktuellen Forschung wird nun untersucht, welche Arten von Schwerionen – neben Kohlenstoffionen beispielsweise Sauerstoff- oder Heliumionen – bei einzelnen Tumorerkrankungen therapeutisch am wirksamsten sind. Für einige Tumorarten ist dies bereits heute eindeutig belegt, für andere sind noch weitere physiklaische und strahlenbiologische Studien nötig.

Hier setzt auch Olga Sokol an. Ziel ihrer Dissertation “Oxygen ions as a single and combined modality in radiotherapy (Sauerstoff-Ionen als einzelne und kombinierte Strahlentherapie-Modalität)“ am Fachbereich Physik der Technische Universität Darmstadt war eine experimentelle Untersuchung der relevanten Eigenschaften und eine Analyse der Möglichkeit, einen anderen Ionentyp, das Sauerstoff-16-Isotop, hauptsächlich zur Behandlung von hypoxischen Tumoren in die klinische Praxis einzuführen. Viele Tumore sind schlecht durchblutet und weisen deshalb auch eine schlechte Sauerstoffversorgung – eine sogenannte Hypoxie – auf. Der Sauerstoffmangel führt dazu, dass diese Tumore schlecht auf Strahlen- und Chemotherapie ansprechen, und fördert ihre Metastasierung. Hier könnten Behandlungen mit Sauerstoff Fortschritte bringen aufgrund ihrer spezifischen physikalischen Eigenschaften, nämlich einer erhöhten linearen Energieübertragung. In Olga Sokols Arbeit werden die erste umfassende Beschreibung und experimentelle Charakterisierung von 16-O-Sauerstoffionen aus physikalischer und strahlenbiologischer Sicht sowie die daraus folgenden Studien zur Behandlungsplanung vorgestellt. Ihre Arbeit führte sie bei GSI und am HIT durch.

Olga Sokol konnte zum ersten Mal experimentell zeigen, dass Sauerstoffionen gegenüber Kohlenstoffionen für die Bestrahlung von hypoxischen Tumoren in bestimmten Fällen von Vorteil sein könnten. Der Vergleich der Bestrahlungspläne mit Sauerstoff und leichteren Ionenstrahlen ergab, dass die Verwendung von Sauerstoffionen für hypoxische Tumore eine möglichst gleichmäßige Zielerfassung ermöglicht sowie in bestimmten Fällen zu einer Verringerung der Schädigung im Normalgewebe und auch in kritischen Organen führen könnte. Der vorgeschlagene Ansatz einer Tumortherapie mit Sauerstoffionen könnte somit den Therapieerfolg für einige Fälle von hypoxischen Tumoren verbessern. Betreut und begutachtet wurde die Arbeit von Professor Marco Durante, Leiter der GSI-Biophysik und Professor Thomas Aumann, Leiter der GSI-Abteilung Kernreaktionen. (BP)


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Behandlungsplatz bei GSI und FAIR
Ausgezeichnete Nachwuchsforscherin
Die bei GSI entwickelte, erfolgreiche Tumortherapie immer weiter zu verbessern und immer passgenauer in der Medizin einzusetzen, ist heute das Ziel der Forschung.
Olga Sokol (rechts) bei der Entgegennahme ihres Preises mit dem Stifter-Ehepaar Carlo und Karin Giersch.
Foto: G. Otto/GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung
Foto: Uwe Dettmar