Der γH2AX-Assay zur Bestimmung der individuellen Fraktionierungsempfindlichkeit: Proof-of-Concept

Abstract

Prostatakarzinome gelten als fraktionierungsempfindliche Tumoren, das heißt die Wirkung der Strahlentherapie gegen den Tumor steigt im Durchschnitt bei Hypofraktionierung, also einer höheren Einzeldosis als bei der konventionellen Fraktionierung. Mehrere Studien konnten in den letzten Jahren Vorteile der Hypofraktionierung zeigen, sodass diese Behandlungsform unter bestimmten Rahmenbedingungen Einzug in nationale und internationale Leitlinien gefunden hat. Allerdings birgt die Hypofraktionierung auch ein erhöhtes Risiko einer dosislimitierenden Toxizität des umliegenden Normalgewebes. Vorarbeiten suggerieren eine deutliche Variabilität der Fraktionierungsempfindlichkeit für das Prostatakarzinom, sodass nicht alle Patienten von einer Hypofraktionierung profitieren würden.

Der ex vivo γH2AX-Assay ist ein etabliertes Verfahren zur Evaluation der zellulären Radiosensitivität. Die prinzipielle Machbarkeit einer Etablierung des Assays auch für die Bestimmung der individuellen Fraktionierungsempfindlichkeit ist Gegenstand dieser Arbeit.

Dafür wurden Tumorzellen mit derselben Gesamtdosis von 8 Gy in unterschiedlicher Fraktionierung von 1, 2, 4 oder 8 Fraktionen behandelt. Der γH2AX-Assay in vitro an den drei Prostatazelllinien Du145, PC3 und LNCaP sowie der Kopf-Hals-Tumorzelllinie FaDu und ex vivo am Prostatakarzinomen von fünf Patienten angewendet und ausgewertet.

Hierbei zeigte sich sowohl in vitro als auch ex vivo eine erhöhte Anzahl residueller Foci bei geringerer Fraktionierung mit der maximalen Foci-Zahl für Bestrahlung in Einzeldosis. Die Ergebnisse erreichten in der Regel nur für den Vergleich zwischen sehr deutlichen Fraktionierungsunterschieden statistische Signifikanz. Für die vorliegenden Patienten konnte keine signifikante individuelle Fraktionierungsempfindlichkeit bestimmt werden. Dieses Ergebnis sind in den Kontext der geringen Stichprobengröße zu setzen. Des Weiteren wurde an den Ergebnissen die Untersucherabhängigkeit des Assays für absolute Foci-Zahlen deutlich.

Insgesamt konnte eine ausreichende Sensitivität der Methode, um statistisch signifikant Unterschiede der Fraktionierungsempfindlichkeit aufzuzeigen nicht nachgewiesen werden. Damit unterstützt die vorliegende Arbeit die Hypothese, dass der γH2AX-Assay für eine mögliche prätherapeutische Bestimmung der individuellen Fraktionierungsempfindlichkeit für das Prostatakarzinom geeignet ist, nur geringgradig.