Start des europäischen Programms DOSELIA

DOSELIA ist ein bedeutendes europäisches Forschungsprojekt, das führende Institutionen aus ganz Europa vereint und unter der Koordination vom Institut Gustave Roussy, Paris, steht. Auch das WPE nimmt hier dran teil. Ziel dieser Initiative ist es, die pädiatrische Strahlentherapie zu verbessern, indem die langfristigen Nebenwirkungen der Behandlungen verringert werden. Mit modernster Technologie wird angestrebt, die Strahlenbelastung des gesunden Gewebes präziser zu bewerten und zu minimieren. So soll die Behandlung junger Krebspatient:innen optimiert und ihre Lebensqualität gesteigert werden. Knapp vier Monate nach der Genehmigung des Projekts fand am 7. April 2025 ein Online-Kick-off-Meeting statt. Bei diesem Treffen kamen die europäischen Projektpartner zusammen, um die ersten Schritte des Projekts zu diskutieren.

Strahlentherapie in der Kinderonkologie

Jedes Jahr wird bei etwa 35.000 Kindern und Jugendlichen in Europa Krebs diagnostiziert. Glücklicherweise liegt die Fünfjahresüberlebensrate bei über 80 %. Im Jahr 2020 gab es in Europa rund 600.000 Überlebende von Kinderkrebs, und diese Zahl wird voraussichtlich weiter steigen.

Die Strahlentherapie spielt eine entscheidende Rolle bei der Behandlung vieler Krebserkrankungen im Kindesalter. Dennoch kann sie langfristige Nebenwirkungen verursachen, die sowohl nahe als auch entfernte gesunde Gewebe betreffen. Epidemiologische Studien zeigen, dass einer von fünf Patient:innen, die von einer Krebserkrankung im Kindesalter geheilt wurden, vor dem 50. Lebensjahr einen zweiten Tumor entwickelt. Das Risiko dafür ist doppelt so hoch wie in der Allgemeinbevölkerung, selbst 40 Jahre nach der Behandlung.

Obwohl genetische Veranlagungen und bestimmte Chemotherapien ebenfalls das Risiko einer Zweitkrebserkrankung erhöhen können, bleibt die Strahlentherapie ein wesentlicher Risikofaktor. So steigert beispielsweise eine Schädelbestrahlung das langfristige Risiko, einen neuen Hirntumor zu entwickeln, um das Zehnfache. Bei Patientinnen, die eine Thoraxbestrahlung erhalten haben, ist das Risiko, an Brustkrebs zu erkranken, vergleichbar mit dem von Frauen, die eine BRCA1-Mutation tragen. Zudem zeigen sich die Risiken für Leukämie, Brustkrebs, Hirntumoren und Schilddrüsenkrebs, je jünger das Alter bei der Bestrahlung ist, als besonders stark erhöht.

Es ist von größter Bedeutung, das Bewusstsein für diese potenziellen Risiken zu schärfen und die Nachsorge für Überlebende von Kinderkrebs zu verbessern, um ihre Lebensqualität langfristig zu sichern.

Entwicklung einer KI-Anwendung für die Präzisionsstrahlentherapie

Die aktuellen Planungssysteme stoßen an ihre Grenzen, wenn es darum geht, die Strahlendosen präzise zu schätzen, die in einem gewissen Abstand zum behandelten Bereich abgegeben werden. Dies erschwert sowohl die Risikobewertung als auch die Optimierung der Behandlung erheblich. Das Projekt DOSELIA, unter der Leitung von Charlotte Robert, Forscherin am Institut Gustave Roussy und außerordentliche Professorin für medizinische Physik an der Universität Paris-Saclay, hat sich zum Ziel gesetzt, diese Herausforderung zu bewältigen. Hierbei kommt KI zum Einsatz, um die gesamte Strahlenbelastung der Patienten besser zu modellieren und langfristige Risiken zuverlässiger vorherzusagen.

„Das Hauptziel dieses Projekts besteht darin, eine Software zur dosimetrischen Modellierung auf der Basis KI zu entwickeln. Dieses Instrument wird eine präzisere Bewertung der Dosen ermöglichen, die der gesamte Körper junger Patient:innen erhält, die sich einer Strahlentherapie unterziehen müssen. Dabei werden alle Bestrahlungen berücksichtigt, einschließlich derjenigen, die im Rahmen der CT-Planung und der während der Behandlungssitzungen angefertigten Positionsbilder erfolgt sind. Darüber hinaus wird dieses Projekt Vorhersagemodelle für das Risiko von Zweitkrebs bei geheilten Patient:innen bereitstellen. Letztlich wird dieses KI-Tool als wertvolles klinisches Entscheidungshilfesystem fungieren, das es Strahlenonkolog:innen gestattet, die Behandlungsparameter passend zum jeweiligen Patientenprofil anzupassen, um so ein optimales Gleichgewicht zwischen therapeutischer Wirksamkeit und der Minimierung von Nebenwirkungen zu erreichen“, erklärt Charlotte Robert.

Aktuell erfordern präzise Ganzkörperdosisbewertungen aufwendige Monte-Carlo-Simulationen, die die Wechselwirkung ionisierender Strahlung mit biologischem Gewebe modellieren. Diese Verfahren setzen jedoch den Zugang zu Supercomputern voraus und sind für den direkten klinischen Einsatz nicht geeignet. Der KI-gestützte Ansatz von DOSELIA verfolgt das Ziel, eine vergleichbare Genauigkeit in einem Bruchteil der benötigten Zeit zu erreichen.

Validierung von Modellen mit Daten aus der realen Welt

Um die Genauigkeit seiner Vorhersagen zu verbessern, wird DOSELIA auf die Daten des HARMONIC-Programms zurückgreifen. Dieses europäische Projekt verfolgt Kohorten von Kindern und Jugendlichen, die mit Photonen- oder Protonenstrahlentherapie behandelt werden. HARMONIC, das von der Europäischen Kommission finanziert wird, sammelt umfassende klinische, dosimetrische und biologische Daten. Durch diese wertvolle Zusammenarbeit wird DOSELIA in der Lage sein, eine einzigartige europäische Datenbank zu nutzen, um seine Algorithmen mit realen Daten zu trainieren und zu validieren. Dies wird dazu beitragen, die Genauigkeit bei der Dosisabschätzung und der Risikoprognose für zukünftige Patienten erheblich zu steigern.

„Die Integration des KI-Tools, das im Rahmen des DOSELIA-Projekts entwickelt wurde, in die klinische Routine könnte die pädiatrische Strahlentherapie revolutionieren. Es ermöglicht einen detaillierteren Überblick über die vom gesamten Körper aufgenommenen Dosen. Dieser innovative Ansatz wird es Ärzt:innen ermöglichen, jede Behandlung so zu optimieren, dass die Belastung des gesunden Gewebes minimiert und gleichzeitig eine optimale Tumorkontrolle sichergestellt wird“, gibt eine Sprecherin der Einrichtung an.

Projektpartner

• Gustave Roussy (Frankreich, Projektkoordinator)
• Französische Kommission für alternative Energien und Atomenergie (Frankreich)
• Französisches Nationales Institut für Gesundheit und medizinische Forschung (Frankreich)
• Universität von Caen (Frankreich)
• Zentrum François-Baclesse (Frankreich)
• Universität Aarhus (Dänemark)
• Universitätsklinikum Aarhus (Dänemark)
• Ludwig-Maximilians-Universität München (Deutschland)
• Westdeutsches Protonentherapiezentrum Essen (Deutschland)
• Universitätsklinikum Essen (Deutschland)

Diese europaweite Initiative betont die wesentliche Rolle der Zusammenarbeit in der Förderung innovativer Ansätze zur Behandlung von Krebs bei Kindern.