Vorteile der Partikeltherapie

Schwerionenstrahlung ist biologisch wirksamer und hat eine größere Zerstörungskraft als Photonenstrahlung.

Zellen verfügen über leistungsfähige Mechanismen, um Strahlenschäden zu reparieren. Die Reparaturfähigkeit des bestrahlten Tumorgewebes ist nach einer Schwerionenbestrahlung deutlich geringer als nach einer Photonenbestrahlung gleicher Dosis, denn die verursachten Schäden sind gravierender. So verursacht Schwerionenstrahlung in den beiden Strängen des Erbmoleküls DNA erheblich mehr gegenüber liegende Brüche als Photonenstrahlung. Diese dicht beieinander liegenden Doppelstrangbrüche können von den Tumorzellen sehr selten repariert werden. Folge: Die DNA zerbricht in kleine Segmente, und die Tumorzelle kann sich nicht mehr teilen. Dies ist das entscheidende Ereignis, das zur Vernichtung der Tumorzelle führt.

Schwerionenstrahlung zerstört auch schlecht durchblutete Tumorareale.

Die Wirkung von Schwerionen erstreckt sich auch auf so genannte hypoxische Zellen, die unter Sauerstoffmangel leiden. Es gibt solche Zellen in jedem Tumor in schlecht durchbluteten Arealen. Sie sind Photonenstrahlung gegenüber fast völlig unempfindlich, denn um den von Photonen erzeugten DNA-Schaden auf molekularer Ebene zu manifestieren, ist die Anwesenheit von Sauerstoff unabdingbar, der über das Blut in den Tumor transportiert wird.

Schwerionenstrahlung zerstört auch langsam wachsende Tumoren.

Die Strahlenempfindlichkeit von Zellen ist abhängig von ihrem Zellzyklusstadium. Photonenstrahlung schädigt fast ausschließlich Zellen in der Teilungsphase. Für Schwerionenstrahlung sind diese zellzyklusbedingten Unterschiede in der Strahlenempfindlichkeit von Zellen sehr gering. Darum kann Schwerionenstrahlung auch ruhende oder sich nur selten teilende Krebszellen angreifen. Sie hat damit das Potential, auch langsam wachsende Tumoren zu zerstören, die gegenüber Photonenstrahlung fast völlig resistent sind.

Protonen- und Schwerionenstrahlung haben eine große Reichweite im Gewebe und kein Energieverlust durch Streustrahlung.

Protonen- und Schwerionenstrahlung haben eine große Reichweite im Gewebe, so dass auch tief im Körper liegende Tumoren eine ausreichend hohe, zerstörerische Strahlendosis erhalten. Die Ionen werden im MIT auf über drei Viertel der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und dann zielgenau in Richtung Tumor „geschossen“. Je nach Geschwindigkeit bzw. Energie können die Ionen bis zu 30 Zentimeter tief ins Gewebe eindringen und damit auch tief liegende Tumoren erreichen.

Bei einer Photonenbestrahlung geht auf dem Weg durch das Gewebe viel Energie durch Streustrahlung verloren, die gesundes Gewebe belastet. Photonenstrahlung entfaltet außerdem schon in einer Gewebetiefe von nur ca. drei Zentimetern ihre größte Wirkung. Danach fällt die Strahlendosis allmählich ab, so dass bei tief liegenden Tumoren keine ausreichend hohe Strahlendosis ankommt bzw. bei oberflächennah gelegenen Tumoren das dahinter liegende Gewebe belastet wird. Mit modernen Bestrahlungstechniken lassen sich diese Nachteile oft ausgleichen – aber nicht immer.

Protonen und Schwerionen ermöglichen Bragg-Peak-Bestrahlung: Der Tumor wird höchstpräzise bestrahlt und das umgebende gesunde Gewebe optimal geschont.

Die Ionen werden im MIT auf über drei Viertel der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und dann zielgenau in Richtung Tumor „geschossen“. Je nach Geschwindigkeit bzw. Energie können die Ionen bis zu 30 Zentimeter tief ins Gewebe eindringen und damit auch tief liegende Tumoren erreichen.

Bei einer Photonenbestrahlung geht auf dem Weg durch das Gewebe viel Energie durch Streustrahlung verloren, die gesundes Gewebe belastet. Photonenstrahlung entfaltet außerdem schon in einer Gewebetiefe von nur ca. drei Zentimetern ihre größte Wirkung. Danach fällt die Strahlendosis allmählich ab, so dass bei tief liegenden Tumoren keine ausreichend hohe Strahlendosis ankommt bzw. bei oberflächennah gelegenen Tumoren das dahinter liegende Gewebe belastet wird. Mit modernen Bestrahlungstechniken lassen sich diese Nachteile oft ausgleichen – aber nicht immer.

Weil die Präzision einer Bestrahlung mit Protonen und Schwerionen so groß ist, kann eine höhere Strahlendosis verabreicht werden. Damit steigt die Wahrscheinlichkeit der Heilung.

Im Prinzip kann jeder Tumor durch Strahlung zerstört werden. Limitierender Faktor ist immer das den Tumor umgebende gesunde Gewebe, das nicht geschädigt werden darf. Besonders kompliziert ist die Situation, wenn dieses gesunde Gewebe extrem strahlenempfindlich ist, wie beispielsweise Hirnstamm, Auge oder Darm. Weil Ionenstrahlen so genau treffen und gesundes Gewebe ausgespart bleibt, kann die Strahlendosis im Vergleich zur konventionellen Bestrahlung bei einer Protonenbestrahlung um bis zu 20 Prozent und bei einer Schwerionenbestrahlung um bis zu 35 Prozent erhöht werden.