Die FLASH-Strahlentherapie sorgt auf der ESTRO-Messe für Aufsehen

Auf dem ESTRO 2023-Kongress stellten Aussteller eine Reihe elektronenstrahlbasierter FLASH-Strahlentherapiesysteme vor

Die FLASH-Strahlentherapie, bei der Strahlung mit ultrahohen Dosisraten (40 Gy/s oder mehr) abgegeben wird, verspricht, gesundes Gewebe zu schonen und gleichzeitig Krebszellen wirksam abzutöten. Dieser sogenannte FLASH-Effekt wurde in den letzten Jahren in präklinischen Studien umfassend nachgewiesen, wobei die erste Patientenbehandlung im Jahr 2019 stattfand und im vergangenen Jahr über Ergebnisse einer ersten Studie am Menschen berichtet wurde.

Auf dem jüngsten ESTRO 2023-Kongress in Wien spielte FLASH eine wichtige Rolle unter den wissenschaftlichen Vorträgen. Und auch auf der Messe machte die Technik Eindruck. „Bei ESTRO haben wir festgestellt, dass das Interesse an FLASH sehr groß ist“, sagte Valeria Preda vom italienischen Strahlentherapie-Spezialisten SIT. „Neunzig Prozent der Menschen, die uns besucht haben, interessieren sich mehr für FLASH.“

SIT stellte sein ElectronFlash-System vor, einen speziellen Forschungsbeschleuniger für die FLASH-Strahlentherapie. Preda wies darauf hin, dass das erste System am Institut Curie in Frankreich installiert wurde (der Ort, an dem Vincent Favaudon 2014 erstmals über den FLASH-Effekt berichtete), weitere Systeme wurden an der Universität Antwerpen, der Universität Pisa und in Kürze auch in Madrid installiert (wo die ersten Patienten behandelt wurden). wird im Rahmen einer klinischen Studie mit ElectronFlash behandelt).

Der ElectronFlash wurde für vorklinische Studien an Zellen, Organoiden und Kleintieren entwickelt und ist in drei Versionen mit Energiebereichen von 5–7, 7–9 und 10–12 MeV und einer einstellbaren Dosisleistung zwischen 0,005 und 10.000 Gy/s erhältlich . Das System ermöglicht die Änderung der Dosis pro Impuls, der Impulsbreite und der Impulswiederholungsfrequenz und kann in jedem Standard-Strahlentherapiebunker installiert werden.

Neben seinem präklinischen Angebot entwickelt SIT auch ein klinisches Gerät – den LIAC FLASH –, das sowohl für klinische als auch für Forschungsanwendungen konzipiert ist. Preda erklärte, dass das LIAC-System von SIT ursprünglich für die intraoperative Elektronenstrahlentherapie (IOeRT) entwickelt wurde, bei der während einer Tumorentfernungsoperation mithilfe eines Elektronenstrahls Strahlung abgegeben wird.

IOeRT funktioniert, indem es eine einzelne Bestrahlungsdosis oder eine Verstärkung zur Reduzierung der Anzahl der Fraktionen an einen chirurgisch freigelegten Tumor oder ein Tumorbett abgibt, während das normale Gewebe durch Retraktion oder die Verwendung eines vorübergehend eingesetzten Schildes geschützt wird. Der FLASH-Workflow werde dem IOeRT mit einem neu entwickelten Gerät ähneln, erklärte David White von SIT/Vertec Scientific, aber viel schneller, da die Bestrahlungszeiten von Minuten auf Millisekunden reduziert würden.

Das Team arbeitet derzeit an der CE-Zertifizierung für den LIAC FLASH, der sowohl konventionelle IOeRT- als auch FLASH-Dosisleistungen bieten wird. Die Markteinführung ist für die erste Hälfte des Jahres 2025 geplant. Das neue System wird alle derzeit in ESTRO enthaltenen IOeRT-Indikationen abdecken. ASTRO- und NCCN-Richtlinien. „Ich sehe die FLASH-Technologie als den nächsten großen Schritt vorwärts für IOeRT“, sagte White gegenüber Physics World.

Auch THERYQ, ein Spin-off des französischen Herstellers PMB-ALCEN, stellte seine neuesten FLASH-Technologieangebote vor. PMB entwickelte den Oriatron-Elektronenlinearbeschleuniger, der für frühe FLASH-Studien eingesetzt und am Universitätsspital Lausanne (CHUV) für die erste FLASH-Behandlung eines Patienten eingesetzt wurde.

Aufbauend auf dieser Expertise entwickelte THERYQ FLASHKNiFE, ein mobiles Behandlungssystem, das einen Elektronen-Linearbeschleuniger mit ultrahoher Dosisleistung (bis zu 350 Gy/s) mit einem interaktiven Roboter kombiniert. Das System liefert Elektronenstrahlen mit Energien von 6 bis 10 MeV und kann in Tiefen von bis zu 3 cm behandeln. Das Unternehmen brachte 2021 den ersten Prototyp der Maschine auf den Markt und wird bald mit klinischen Studien in vier europäischen Zentren, darunter CHUV, beginnen.

Der erste Versuch soll die Sicherheit des Systems bei der externen Strahlenbehandlung von Hautkrebs nachweisen. Die CE-Zertifizierung ist für 2025 geplant. Ein zweiter Versuch im nächsten Jahr wird die Verwendung des FLASHKNiFE für die intraoperative Strahlentherapie von Kopf- und Bauchkrebs untersuchen. Hals- und viszerale Tumoren.

Daneben entwickelt THERYQ ein zweites System, FLASHDEEP, das in der Lage sein wird, solide Tumoren überall im Körper zu behandeln. „Wir arbeiten jetzt in Zusammenarbeit mit CHUV und CERN an der Entwicklung eines FLASH-Systems, das jeden Tumor in jeder Tiefe angreifen kann“, erklärte der CEO des Unternehmens, Ludovic Le Meunier.

Der FLASHDEEP-Beschleuniger basiert auf der vom CERN entwickelten Compact Linear Collider (CLIC)-Technologie, die sehr hochenergetische Elektronenstrahlen (VHEE) mit Energien von 100 bis 200 MeV erzeugt und die Behandlung von Tumoren in Tiefen von bis zu 20 cm ermöglicht. Die VHEE-Strahlen werden auf drei Strahllinien verteilt, die in Richtung des Isozentrums des Patienten zusammenlaufen, um eine konforme Behandlung zu ermöglichen.

Das System liefert Dosen von 2 bis 30 Gy und nutzt eine Echtzeit-Puls-zu-Puls-Steuerung, um Behandlungszeiten von weniger als 100 ms zu ermöglichen. Da es sich bei dem System nicht um eine Gantry handelt, beabsichtigt THERYQ, für die Behandlungen ein aufrechtes Patientenpositionierungssystem (von Leo Cancer Care) zu verwenden.

Das System wird bei CHUV entwickelt, die vollständige Installation wird für Mitte 2025 erwartet. Danach hofft das Unternehmen, eine zweite Maschine im Institut Gustave Roussy in Paris zu installieren, gefolgt von einem System am IUCT, dem Krebsuniversitätsinstitut von Toulouse, und einem weiteren an einem US-Standort im Jahr 2027. „Wenn wir tun, was wir sagen, wird es meiner Meinung nach eine große Veränderung geben“, sagte Le Meunier gegenüber Physics World.

An anderer Stelle auf der ESTRO-Ausstellungsfläche präsentierte der US-amerikanische Elektronentherapiespezialist IntraOp die Anwendung seines Mobetron-Elektronenstrahl-Linearbeschleunigers für präklinische und experimentelle FLASH-Strahlentherapiestudien. Das Unternehmen weist darauf hin, dass Mobetron das erste Unternehmen ist, das eine Elektronentherapie mit ultrahoher Dosisleistung für die FLASH-Forschung unter Verwendung einer etablierten klinischen Strahlentherapieplattform bereitstellt und das erste Unternehmen ist, das in klinischen Studien zur FLASH-Strahlentherapie mit Elektronen am Menschen mit zwei klinischen Protokollen (IMPulse und LANCE) eingesetzt wird ) bereits genehmigt.

Das IntraOp Mobetron ist ein mobiles, selbstabschirmendes Gerät, das für die intraoperative Strahlentherapie (IORT) bei Krebspatienten während einer Operation entwickelt wurde. Das System ist mittlerweile in Dutzenden von Krebszentren, Kliniken und Lehrkrankenhäusern auf der ganzen Welt im klinischen Einsatz und liefert Strahlenergien von 6, 9 und 12 MeV zur Behandlung in Tiefen von bis zu 4 cm.

Philip von Voigts-Rhetz, Spezialist für klinische Anwendungen bei IntraOp, erklärte, dass das Unternehmen für den Übergang zur FLASH-Bestrahlung die identische klinische Plattform verwendet habe, jedoch die wichtigsten Strahlparameter geändert habe.

„Es hat einige Zeit gedauert, wichtige Parameter anzupassen und einen stabilen und reproduzierbaren Strahl mit großen Feldgrößen zu erhalten, der für die Bestrahlung von Patienten verwendet werden konnte“, sagte er. „Vor drei Jahren haben wir dann das erste FLASH-System ausgeliefert und verfügen mittlerweile über zehn Installationen in führenden Krebszentren und Universitäten weltweit.“

Ein großes Hindernis beim Einsatz der FLASH-Strahlentherapie ist die Schwierigkeit, eine genaue Dosimetrie bei ultrahohen Dosisraten durchzuführen, bei denen herkömmliche Ionenkammern Strahlstörungen und Sättigungseffekte aufweisen. Um dieses Problem zu lösen, verfügt das Mobetron über zwei Strahlstromtransformatoren (BCTs), die eine Echtzeitüberwachung der Leistung und Energie gepulster Elektronen-FLASH-Strahlen ermöglichen.

Strahlentherapie-Innovation auf der ESTRO ausgestellt

Eine am MD Anderson Cancer Center durchgeführte Studie hat gezeigt, dass BCTs die FLASH-Strahlen genau überwachen, die Beschleunigerleistung quantifizieren und wesentliche physikalische Strahlparameter Puls für Puls erfassen können. IntraOp schlägt vor, dass BCTs künftig auch zur aktiven Steuerung von Elektronen-FLASH-Strahlen eingesetzt werden könnten.

Von Voigts-Rhetz stellte fest, dass das modifizierte Mobetron sowohl mit konventionellen als auch mit ultrahohen Dosisleistungen betrieben werden kann. „Ein System kann tagsüber für die klinische IORT zur Behandlung von Patienten verwendet werden und dann in ein FLASH-System für Forschungszwecke umgewandelt werden, was den schnellsten Weg zur klinischen Umsetzung der FLASH-Strahlentherapie gewährleistet“, sagte er gegenüber Physics World.