Leichte SpracheMultiskalenuntersuchung der Hyperthermie für neue additive Tumorbehandlungsstrategien – Microthermia
links: links: Modulares Kreislaufsystem für Warmwasser- oder Mikrowellenerwärmung; rechts: Simulationsmodell der 915 MHz Cavity bei der Zieltemperatur 44 °C (Quelle: Keylab Glastechnologie – Universität Bayreuth) rechts: Longitudinales biologisches Experiment an B16 Melanomzellen mit Warmwasser (CH) oder Mikrowellen der Frequenz 915 MHz (MH) und verschiedenen Zieltemperaturen (Quelle: Translationale Strahlenbiologie – Strahlenklinik Erlangen)
Ziel des Projekts war eine ganzheitliche Multiskalen-Untersuchung der Effekte der radiativen Hyperthermie durch die Kombination von experimentellen, biologisch/immunologisch-medizinischen und verfahrenstechnischen Methoden im Labormaßstab und theoretischen Berechnungen (Simulationen) auf verschiedenen Prozessebenen. Daraus sollten sich gezielte Behandlungsstrategien und Verbesserungen für die radiative Hyperthermie (HT) ableiten lassen.
Dazu wurden Tumorzellen unterschiedlichen Ursprungs (Maus/Mensch) in einem selbst entwickelten Zirkulationssystem behandelt, das sowohl Warmwasser- (CH) als auch Mikrowellenhyperthermie (MH) erlaubt. Neben dem Einfluss der Zieltemperatur und der Behandlungszeit wurde auch der additive Effekt der Strahlentherapie (RHT) in einem zeitabhängigen Setting berücksichtigt. Analysiert wurden u. a. die Zelltod- und Zellzyklusformen, immunmodulatorische Gefahrensignale und die Expression von Immun-Checkpoint-Molekülen (ICM).
Es hat sich gezeigt, dass die additive Hyperthermie eine wirksame Methode zur Inaktivierung von Tumorzellen und zur Modulation des Immunsystems darstellt. Dabei ist es jedoch wichtig, sowohl die Tumorentität als auch die jeweilige Erwärmungsmethode zu berücksichtigen. So konnte z. B. für MH eine frequenz- und zelllinienabhängige Schwellentemperatur um 41 - 44 °C identifiziert werden, die es bei CH nicht gab. Darüber hinaus kam es zu einer dynamischen Expression von ICM, insbesondere bei RHT. Die Simulationsergebnisse deuten darauf hin, dass MH eine lokale Erwärmung verschiedener Zellkomponenten wie z. B. der Zellmembran verursacht.
