Unsere Forschung

Optimierung der zeitlichen und räumlichen Dosisverteilung mit dem Ziel der Konzentration der Wirkung im Tumorgewebe mit optimaler Schonung der umgebenen Risikoorgane ist Forschungsschwerpunkt. Die Weiterentwicklung der extrakraniellen Körperstereotaxie, die inverse Bestrahlungsplanung und die Integration von räumlichen und zeitlichen Unsicherheitsfaktoren und funktioneller Bildgebung während der Behandlungsserie sind Angriffspunkte.

Die Abteilung Medizinische Physik unterstützt die Entwicklung neuer komplexer Bestrahlungskonzepte und sorgt für deren sichere Anwendung. Die Planung, das heißt die Optimierung und Berechnung von Dosisverteilungen, sowie die Qualitätssicherung der Bestrahlungsanlagen sowie jedes individuellen Bestrahlungsplans gehören zu den Kernaufgaben. Hinzu kommen zunehmend Fragestellungen aus der Bildverarbeitung zur Weiterentwicklung einer personalisierten Strahlentherapie. 

Forschungsgebiete sind die bildgeführte Strahlentherapie (IGRT), die Optimierung und Adaption bei intensitätsmodulierter Strahlenbehandlung (IMRT) und der Dosimetrie ionisierender Strahlung. 

Schwerpunkte sind:

• Adaption der intensitätsmodulierten Strahlenbehandlung (IMRT), insbesondere für schnelle Applikationsverfahren (Volumetric Arc Therapy, VMAT). 
• Forschung dazu wird sowohl im Rahmen industrieller Neuentwicklungen (ETHOS), als auch in Form von Grundlagenforschung betrieben.
• Entwicklung von non-koplanaren Bestrahlungstechniken für den Körperstamm, die Kopf-Hals-Region und den Schädel
• Dosismessung und Berechnung unter Nicht-Gleichgewichtsbedingungen von Sekundärelektronen, insbesondere bei kleinen Strahlenfeldern und Online-Dosimetrie
• Entwicklungen zum „Virtuellen Isozentrum“ zur randschärferen stereotaktischen Bestrahlung
• Berechnung tomographischer Bilder der Patientin oder des Patienten in Behandlungsposition, Lageverfolgung von beweglichen Tumoren
• Einbindung verschiedener dreidimensionaler Bildgebungsverfahren, zum Beispiel MR unter Verwendung spezieller Sequenzen

Ansprechpartner: PD Dr. rer. nat. Klaus Bratengeier

In unserem radiobiologischen Labor suchen wir nach Möglichkeiten, die Strahlenwirkung gegenüber Tumoren zu steigern und dabei gleichzeitig das Normalgewebe besser zu schonen. Hierfür kombinieren wir innovative Substanzklassen mit einer Bestrahlung, um neue Angriffspunkte auszunutzen, die ausschließlich in Tumoren vorkommen. Typische Angriffspunkte sind die DNA-Reparatur sowie die Beeinflussung der Regulation von Apoptose-Mechanismen. Methodisch verwenden wir neben der klassischen Zellkultur mit bekannten Tumorzelllinien auch murine Ex-vivo-Modelle und patientennahe murine und humane Organoide in enger Abstimmung mit unserer Studienambulanz. Aktuell befinden sich Lungenkarzinome, kolorektale Karzinome und Glioblastome im Fokus unserer Forschung. Auch andere Tumorentitäten werden in unserem Labor zusammen mit unseren Kooperationspartnern untersucht. Unser Labor ist an interdisziplinärer Forschung mit Bezug auf kliniknahe Fragestellungen zur Verbesserung der aktuellen Therapien interessiert und bietet daher auch die Möglichkeit, Dissertationen anzufertigen und Praktika zu absolvieren. 

Ansprechpartner: PD Dr. Bülent Polat, Dr. Thomas Fischer

Ausgewählte Publikationen

Fischer T, Hartmann O, Reissland M, Prieto-Garcia C, Klann K, Pahor N, Schülein-Völk C, Baluapuri A, Polat B, Abazari A, Gerhard-Hartmann E, Kopp HG, Essmann F, Rosenfeldt M, Münch C, Flentje M, Diefenbacher ME.
PTEN mutant non-small cell lung cancer require ATM to suppress pro-apoptotic signalling and evade radiotherapy.
Cell Biosci. 2022 Apr 27;12(1):50. doi: 10.1186/s13578-022-00778-7. PMID: 35477555; PMCID: PMC9044846.

Prieto-Garcia C, Hartmann O, Reissland M, Fischer T, Maier CR, Rosenfeldt M, Schülein-Völk C, Klann K, Kalb R, Dikic I, Münch C, Diefenbacher ME.
Inhibition of USP28 overcomes Cisplatin-resistance of squamous tumors by suppression of the Fanconi anemia pathway.
Cell Death Differ. 2022 Mar;29(3):568-584. doi: 10.1038/s41418-021-00875-z. Epub 2021 Oct 5. PMID: 34611298; PMCID: PMC8901929.

Polat B, Wohlleben G, Kosmala R, Lisowski D, Mantel F, Lewitzki V, Löhr M, Blum R, Herud P, Flentje M, Monoranu CM.
Differences in stem cell marker and osteopontin expression in primary and recurrent glioblastoma.
Cancer Cell Int. 2022 Feb 19;22(1):87. doi: 10.1186/s12935-022-02510-4. PMID: 35183162; PMCID: PMC8858483.

Djuzenova CS, Fischer T, Katzer A, Sisario D, Korsa T, Steussloff G, Sukhorukov VL, Flentje M.
Opposite effects of the triple target (DNA-PK/PI3K/mTOR) inhibitor PI-103 on the radiation sensitivity of glioblastoma cell lines proficient and deficient in DNA-PKcs.
BMC Cancer. 2021 Nov 11;21(1):1201. doi: 10.1186/s12885-021-08930-1. PMID: 34763650; PMCID: PMC8582108.

Hartmann O, Reissland M, Maier CR, Fischer T, Prieto-Garcia C, Baluapuri A, Schwarz J, Schmitz W, Garrido-Rodriguez M, Pahor N, Davies CC, Bassermann F, Orian A, Wolf E, Schulze A, Calzado MA, Rosenfeldt MT, Diefenbacher ME.
Implementation of CRISPR/Cas9 Genome Editing to Generate Murine Lung Cancer Models That Depict the Mutational Landscape of Human Disease.
Front Cell Dev Biol. 2021 Mar 2;9:641618. doi: 10.3389/fcell.2021.641618. PMID: 33738287; PMCID: PMC7961101.

Prieto-Garcia C, Hartmann O, Reissland M, Braun F, Fischer T, Walz S, Schülein-Völk C, Eilers U, Ade CP, Calzado MA, Orian A, Maric HM, Münch C, Rosenfeldt M, Eilers M, Diefenbacher ME.
Maintaining protein stability of ∆Np63 via USP28 is required by squamous cancer cells.
EMBO Mol Med. 2020 Apr 7;12(4):e11101. doi: 10.15252/emmm.201911101. Epub 2020 Mar 4. PMID: 32128997; PMCID: PMC7136964.

Neben Einzelprojekten auf der Palliativstation zur Identifikation von Delirpatienten, zur palliativen Sedierung und zur Vorausplanung zum Lebensende ist das Screening auf Palliativbedarf mit darauffolgenden zielgerichteten und bedürfnisorientierten Interventionen ein wesentlicher Forschungsschwerpunkt. Ein edv-gestütztes Screening basierend auf der Pflegeanamnese und dem Selbsterfassungsbogen in der Strahlentherapie wird derzeit validiert, begleitet von 2 prospektiv-randomisierten Interventionsstudien (Empowerment-Studie, Fatigue-Intervention). Eine weitere Studie beschäftigt sich mit der Identifikation gebrechlicher älterer Strahlentherapiepatienten (Frailty-Projekt).

Ansprechpartner: Dr. med. Birgitt van Oorschot