Forscher an der University at Buffalo untersuchen, warum Frauen nach Bestrahlungen von Kopf- und Halskrebs deutlich schwerwiegendere Entzündungen und Mundschleimhautgeschwüre entwickeln als Männer. Das National Institute of Dental and Craniofacial Research fördert das Projekt über zwei Jahre mit 440.000 US-Dollar.
Die Strahlentherapie bei bösartigen Tumoren im Mund- und Rachenraum rettet Leben, hinterlässt bei den Betroffenen jedoch oft schmerzhafte Spuren. Fast jeder Patient leidet unter Entzündungen, bei einem Drittel bis zu mehr als der Hälfte der Fälle entwickelt sich eine schwere orale Mukositis. Die Läsionen beeinträchtigen nicht nur die Nahrungsaufnahme und das Trinken massiv, sondern gefährden auch den gesamten Behandlungsverlauf.
Gleichzeitig zeigt sich in der Praxis ein spürbarer geschlechtsspezifischer Unterschied. Weibliche Patienten scheinen die schwersten Verläufe zu erleiden, obwohl die zugrundeliegenden biologischen Ursachen bisher weitgehend im Unklaren liegen.
Das Forschungsprojekt der University at Buffalo zur oralen Mukositis
Um dieses wissenschaftliche Rätsel zu lösen, hat Keith Kirkwood, Professor und stellvertretender Dekan für Forschung am Department of Oral Biology der University at Buffalo, ein zweijähriges Fördervolumen erhalten. Die finanzielle Unterstützung in Höhe von 440.000 US-Dollar stammt vom National Institute of Dental and Craniofacial Research.
An dem interdisziplinären Projekt sind neben Kirkwood auch Jonathan Bard vom Department of Biochemistry sowie die Forschungswissenschaftlerin und Pathologin Lixia Zhang beteiligt. Das Team untersucht gezielt, warum weibliche Gewebestrukturen stärker auf die ionisierende Strahlung reagieren.
Die stark geschädigte Mundschleimhaut erhöhe in dem ohnehin geschwächten Zustand der Betroffenen die Gefahr von Infektionen erheblich.
„It also can increase the risk of infection in an already fragile individual.“
Keith Kirkwood, University at Buffalo
Therapeutische Grenzen und die Belastung durch Mehrfachbestrahlungen
Die klinische Praxis verfügt derzeit nur über sehr wenige Werkzeuge, um den Patienten Linderung zu verschaffen. Die Behandlung der schmerzhaften Schleimhautentzündungen stützt sich primär auf einfache Sofortmaßnahmen.
Ein zentraler Grund für die heftigen Gewebeschäden liegt im Verabreichungsschema der Strahlentherapie. Die Dosen werden auf zahlreiche kleine Einheiten aufgeteilt.
„One of the reasons the side effects are so severe is that radiation treatments are given in multiple small doses over several weeks — somewhere between 30 and 35 times —depending on the stage or severity of the cancer.“
Keith Kirkwood, University at Buffalo
Leitlinien der Multinational Association of Supportive Care in Cancer schlagen zwar interventionen wie eine niederenergetische Lichttherapie oder spezielle Mundspülungen vor, doch ein zugelassenes Medikament zur direkten Vorbeugung existiert im klinischen Alltag bislang nicht.
Wissenschaftlicher Ansatz und Methoden der Gen- und Immunanalyse
Die Laborbeobachtungen an Mäusen, bei denen weibliche Tiere deutlich schwerere Strahlenschäden zeigten als männliche Artgenossen, bilden das Fundament der aktuellen Untersuchungen. Das Forscherteam nutzt nun zwei komplementäre Testreihen, um die molekularen Mechanismen aufzuschlüsseln.
- Erstens analysieren die Wissenschaftler geschlechtsspezifische Muster bei der Genaktivität im Mundgewebe nach einer Bestrahlung.
- Zweitens kommt die multimodale spektrale Durchflusszytometrie zum Einsatz, um Zellpopulationen des Immunsystems präzise zu kartieren.
Mit dieser Methode lassen sich Dutzende Marker an einzelnen Zellen gleichzeitig erfassen, um Verschiebungen im Immunsystem nach dem therapeutischen Eingriff sichtbar zu machen. Die Forscher erhoffen sich davon konkrete Hinweise für künftige Ansätze.
Sollten sich die biologischen Mechanismen verifizieren lassen, könnten daraus langfristig geschlechtsspezifische Präventionsstrategien oder zielgerichtete Medikamente entwickelt werden.
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