Dreidimensionale biologische Modellierung des Tumorwachstums sowie der Tumorkontrolle nach Strahlentherapie, Computersimulation von Tumoren, Verifikation des Modells anhand experimenteller und klinischer Daten

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Das Ziel der Strahlentherapie von Krebspatienten besteht darin, durch eine möglichst hohe Dosis im Zielvolumen den Tumor zu zerstören, ohne dabei das umliegende gesunde Gewebe zu schädigen. Bei der Bestrahlungsplanung legt der Strahlentherapeut die Gesamtdosis und das sog. Fraktionierungsschema fest, welches angibt, wie die Teildosen über einen Zeitraum von i.a. mehreren Wochen verteilt verabreicht werden. Bei der Beurteilung, ob die geplante Bestrahlung zum gewünschten Behandlungsziel führen kann, stützt sich der Therapeut gegenwärtig ausschließlich auf klinisches Erfahrungswissen. Zur Unterstützung des Therapeuten soll als zusätzliches Hilfsmittel die quantitative Abschätzung der biologischen Strahlenwirkung auf den Tumor ermöglicht werden. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines zellbiologischen Modells für Tumorwachstum und Tumorantwort auf Strahlentherapie. Das Modell soll die wichtigsten biologischen Prozesse, wie z.B. zeitabhängige Faktoren der Strahlentherapie, berücksichtigen, was durch eine Modellierung auf zellulärer Ebene erreicht werden kann. Die Verifikation des zellulären Modells anhand bereits vorliegender experimenteller und klinischer Daten ist ein wesentlicher Bestandteil des beantragten Projektes. Weiterhin sollen mit Hilfe von Computersimulationen die Auswirkungen verschiedener Bestrahlungsparameter, wie unterschiedlicher Fraktionierungsschemata, inhomogener Dosisverteilungen oder von Organbewegungen, auf das Tumoransprechen untersucht werden. Die im Verlauf des Projektes erbrachten Arbeiten sollen die Grundlage für die geplante klinische Anwendung der Modellvorhersagen bei der Strahlentherapieplanung schaffen.