Die moderne Brustkrebstherapie zeichnet sich im Vergleich zu früheren Vorgehensweisen seit Ende der 1990er Jahre durch verbesserte Bestrahlungsplanung (die 3D-konformale Radiotherapie) und optimierte therapeutische Durchführung aus. Zur Beurteilung der kardialen Spätfolgen durch die heutige Radiotherapie besteht weiterer Forschungsbedarf.
Im Rahmen einer abgeschlossenen Kohortenstudie (PASSOS-Herzstudie, BMBF FKz.: 02NUK026B) wurden ca. 12.000 ehemalige Brustkrebspatientinnen berücksichtigt, die zwischen 1998 und 2008 an den Universitätskliniken Mainz und Ulm (und 16 regionalen Ulmer Netzwerkkliniken) behandelt worden sind. In einem Mortalitäts-Follow up bis zum 31.12.2012 wurde der Vitalstatus und ggf. die Todesursache der ehemaligen Brustkrebspatientinnen recherchiert. Die Studienteilnehmerinnen wurden zu kardialen Erkrankungen und kardiovaskulären Risikofaktoren befragt. Dazu wurde ein Fragebogen eingesetzt. Die Auswertung der PASSOS-Daten zeigte keinen statistisch signifikanten Zusammenhang zwischen der Lateralität und dem kardialen Mortalitäts- oder Morbiditätsrisiko (Merzenich et al. 2017, Breast Cancer Research and Treatment, Wollschläger et al. 2017, Breast Cancer Research and Treatment). Methodische Einschränkungen der PASSOS-Herzstudie ergeben sich aus der kurzen Beobachtungszeit (durchschnittliches Follow-up ca. 7 Jahre) und einer im internationalen Vergleich kleinen Studienpopulation.
Das ESKaRa-Verbundprojekt (BMBF, FKz.: 02NUK048) ist die Fortsetzung und Erweiterung der PASSOS-Herzstudie. Dabei nutzt ESKARA klinische Daten, die bereits für die Studienteilnehmerinnen der PASSOS-Kohorte erhoben worden sind: exakte Brustkrebsdiagnose und prognostische Faktoren (TNM-Status, Hormonstatus), Details der Brustkrebstherapie (Chemotherapie, Radiotherapie, Hormon- und Immuntherapie und kardiovaskuläre Komorbiditäten zum Zeitpunkt der Brustkrebsdiagnose). Darauf aufbauend wird ESKaRa ein zeitlich erweitertes Follow up zur Mortalität durchführen (Stichdatum: 30.6.2018) sowie eine erneute Fragebogenerhebung zur kardialen Morbidität. Neben den kardialen Spätfolgen wird ESKaRa den Endpunkt 'Zweittumore nach Brustkrebstherapie' betrachten (Abgleich mit Landeskrebsregistern). Schließlich wird mit optimierten dosimetrischen Ansätzen eine exakte, individuelle Charakterisierung der Strahlenexposition des Herzens im Rahmen einer eingebetteten Fall-Kontroll-Studie erfolgen. Für Patientinnen mit einem kardialen Ereignis ('Fälle'), das über das PASSOS Mortalitäts-Follow up oder über die PASSOS Fragebogenstudie ermittelt wurde, werden die individuellen Dosisdaten erhoben. Dies gilt auch für die zugehörigen Kontrollpersonen. Zwei Kontrollen werden jedem Fall direkt zugeordnet, indem sie zufällig aus der Gruppe gemachter Patientinnen gezogen werden, die zum Zeitpunkt des entsprechenden Ereignisses des zugehörigen Falls noch ohne dieses Ereignis waren. (Text gekürzt)
Interaktionen zwischen Zellen des Immunsystems und Tumorzellen sind sehr relevant für die Entwicklung von Tumorgewebe. Gelingt es dem Immunsystem das Tumorwachstum zu verhindern oder nicht? Das Ziel des Projektes 'Zytotoxizität im Immun-Tumor Modell (ZIT)' ist die Entwicklung von in vitro Assays, die eine simultane und vollautomatisierte Analyse der Zytotoxizität und Vermehrung von Killerzellen des Immunsystems aus menschlichem oder Mausgewebe auf der einen Seite sowie die simultane Quantifizierung des Zelltodes von Tumorzellen auf der anderen Seite erlauben. Die Assays sollen die gezielte Analyse und Optimierung von potentiellen gegen Tumore wirksamen Substanzen auf ihre pharmakologische Wirkung im tumorimmunologischen System ermöglichen. Durch die in vitro Assays im murinen System sollen in vivo Experimente in Mäusen kurz- und mittelfristig reduziert werden (Reduce). Durch die Assays im humanen System sollen in vivo Experimente in Mäusen mittel- und langfristig ersetzt werden (Replace). Die Assays sollen für menschliche Zellen und für Zellen aus Maus entwickelt werden. Für die Analysen soll im Wesentlichen ein Matrix-basiertes 2-dimensionales Environment etabliert werden, welches für den mittleren bis hohen Durchsatz im 96 Wellplatten Format genutzt werden soll. Die Assays sollen Einzelzellanalysen ermöglichen, um Apoptose und Nekrose der Tumorzellen zu unterscheiden und die Zytotoxizität einzelner Killerzellen zu quantifizieren. Die meisten Prozesse im menschlichen Körper laufen im 3-dimensionalen Environment ab. Daher sollen die Assays auch auf 3D übertragen werden. Um die Assays zu validieren, werden zufällig ausgewählte Chemotherapeutika herangezogen. Des Weiteren sollen immunmodulatorische Substanzen zur Validierung genutzt werden. Insbesondere sollen auch Substanzen zum Einsatz kommen, die bereits in vivo auf Immunfunktion oder das Tumorwachstum in Mäusen getestet worden sind.
Das Gesamtziel des vorliegenden Vorhabens, das in drei Arbeitspaketen (WP) aufgegliedert ist, ist es, den Beitrag der Komplexität eines durch ionisierende Strahlung induzierten DNA Doppelstrangbruches (DSBs) auf die Auswahl des Reparaturweges, die Erzeugung von Verarbeitungsfehlern, wie auch auf die Aktivierung von Checkpoints im Zellzyklus zu untersuchen. Speziell, wird die Hypothese geprüft, dass DSB-Cluster eine höchst gefährliche Form der DNA-Schädigung darstellen, mit einem besonders hohen Risiko für misrepair, die schließlich zum Zelltod oder genomische Instabilität führt. Weitere Stufen der DSB-Komplexität werden durch kombinierte Behandlung mit ionisierender Strahlung und Cisplatin erreicht. Cisplatin ist eines der erfolgreichsten Chemotherapeutika in der Krebstherapie, das oft mit Bestrahlung kombiniert wird. Cisplatinresistenz stellt ein zentrales Problem in der klinischen Anwendung dar und wird von Faktoren beeinflusst, die hier untersucht werden. WP3: Prof. Iliakis 1. Konstrukt Aufbau zur Untersuchung der Auswirkungen der DSB-Cluster-Komplexität in Bezug auf DSB-Zahl und Entfernung, wie auch auf die Wahrscheinlichkeit für misrepair. 2. Chromosomenaberration und Zellüberleben werden untersucht, und Genomveränderungen durch Next Generation Sequencing (NGS) analysiert. WP4: Prof. Iliakis 1. Zelllinien mit regulierbaren I-SceI Expression werden erzeugt um Zellüberleben und Chromosomenaberrationen zu messen. 2. NGS wird eingesetzt um fehlerhafte Verarbeitung von DSB und DSB-Cluster genauer zu analysieren, und Genexpressionsmuster untersucht. WP5: Prof. Stuschke 1. Wechselwirkungen von Cisplatin und IR in der G1-, S- und G2-Phase des Zellzyklus, wie auch der Einsatz von NHEJ und HRR werden untersucht. Letzteres auch durch den Einsatz I-SceI-induzierten DSB in speziell integrierten Konstrukten 2. Die Wirkung von Cisplatin und IR auf DSB-Resektion, Checkpoint Aktivierung und Chromatinstruktur werden nach einzeln und fraktionierter Bestrahlung untersucht.