Dosisbelastungen und Nebenwirkungen der Radiotherapie: biodosimetrische und zellbiologische Untersuchungen von DNA-Schadensmarkern
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Neben der gezielten Hochdosisbestrahlung des Tumorvolumens kommt es bei der Radiotherapie unweigerlich zu einer Niedrigdosisbelastung des Normalgewebes, die zwischen verschiedenen Bestrahlungstechniken variiert und mit unterschiedlichen Risiken für radiogene Späteffekte diskutiert wird. Die höchsten Strahlenrisiken, einschließlich der Entwicklung therapieassoziierter Sekundärmalignome, bestehen dabei für Langzeitüberlebende pädiatrischer Tumore oder für Patienten mit Einschränkungen in der Reparatur strahleninduzierter DNA-Schäden im Normalgewebe. Zur Optimierung des Strahlenschutzes in der Radiotherapie wurde die Dosisbelastung durch verschiedene Bestrahlungstechniken für unterschiedliche maligne oder gutartige Erkrankungen durch die biodosimetrische Quantifizierung von DNA-Schadensmarkern in peripheren Lymphozyten verglichen. Für Teilkörperexpositionen von Mamma- und Prostatakarzinompatienten wurde ein deutlicher Einfluss physiologischer Faktoren, insbesondere der Zirkulationskinetik von Lymphozyten, auf die Quantifizierung von DNA-Schadensmarkern in peripheren Lymphozyten nachgewiesen, die nach Ganzkörperexpositionen von Patienten mit hämatologischen Malignomen keine Rolle mehr spielten. Durch den Vergleich unterschiedlicher Bestrahlungstechniken wurde beim Mammakarzinom zusätzlich ein Einfluss physikalisch-technischer Parameter gezeigt, wobei die Bestrahlungsdauer zu einem vom Zielvolumen und der Ganzkörper-Äquivalentdosis unabhängigen Anstieg der DNA-Schadensmarker führte. Diese Ergebnisse sind essentiell für zukünftige biodosimetrische Studien zur Bearbeitung dieser Fragestellung und die Anwendung dieser Methoden zur Dosisrekonstruktion nach Strahlenunfällen. Im Hinblick auf die radiogenen Risiken einer Strahlentherapie lieferte die Untersuchung der Strahlenantwort im Surrogatgewebe einer sehr vulnerablen Gruppe von langzeitüberleben Kindekrebspatienten mit therapieassoziierten Sekundärmalignomen keine Indikatoren für intrinsische oder strahlenassoziierte karzinogene Risiken und somit auch keine direkten Hinweise auf die beteiligten molekularen Mechanismen oder prädiktive Biomarker. Dahingegen wurde in Fanconi-Anämie Patienten mit einer hohen Anfälligkeit für radiogene Normalgewebstoxizitäten ein auf die langsame Reparaturkomponente der G2-Phase beschränkter Defekt in der Reparatur strahleninduzierter DNA-Schäden nachgewiesen. Diese Daten liefern wichtige Hinweise, dass DNA-Reparaturdefekte und die damit verbundenen Biomarker Indikatoren einer Vulnerabilität für strahlenassoziierte akute Normalgewebstoxizitäten darstellen, wahrscheinlich jedoch nicht für radiogene Tumorrisiken als stochastische Spätfolgen einer Strahlenexposition.