Die enge Verzahnung von Akademia und Unternehmen schafft einen fruchtbaren Boden für kreative Ideen, moderne Technologien und innovative Behandlungsansätze. Der effiziente Wissenstransfer im Netzwerk beschleunigt den Forschungs- und Entwicklungsprozess für neue Krebstherapieansätze. Die Partner im Forschungscampus STIMULATE verfolgen insbesondere bildgestützte minimalinvasive Therapieverfahren, sogenannte Interventionen, bei welchen bildgebende Verfahren wie Magnetresonanztomographie (MRT) und Computertomographie (CT) äußerst präzise Eingriffe mit nur kleinen Schnitten oder Einstichen ermöglichen. Beispielsweise lässt sich mit einer Nadel, welche unter Bildführung in den Tumor vorgeschoben wird und diesen erhitzt oder stark abkühlt, das Krebsgewebe gezielt zerstören. Als bildgebendes Verfahren rückt dabei die MRT aufgrund der nicht vorhandenen ionisierenden Strahlung sowie der hervorragenden Sichtbarkeit von Weichgewebe immer mehr in den Fokus.

Um MRT-geführte Interventionen effektiv und zuverlässig zu ermöglichen und in die klinische Routine zu bringen, müssen jedoch zahlreiche technische Herausforderungen gelöst werden. Diese sind Gegenstand der Forschungen und Entwicklungen am Forschungscampus STIMULATE. Im Vordergrund steht dabei einerseits die Modifikation der für die Diagnostik entwickelten MRT zu einem Therapieunterstützungssystem. Dabei gilt es den Patientenzugang in dem kleinen Tunnel des MRT für den Arzt zu ermöglichen, die Spulen, mit denen die MRT-Signale aus dem Körper des Patienten empfangen werden, für Interventionen zu designen, sowie eine schnelle Echtzeitbildgebung zu etablieren. Auf der anderen Seite müssen sogenannte MRT-kompatible OP-Instrumente und Therapiegeräte bereitgestellt werden, welche weder von den starken Magnetfeldern des MRT angezogen werden noch Artefakte in den MRT-Bildern erzeugen.

Im Jahr 2017 gelang ein Durchbruch: Mit der im Forschungscampus STIMULATE entwickelten Technologie wurde erfolgreich beim Partner Medizinische Hochschule Hannover die weltweit erste Mikrowellenablation im MRT am Patienten durchgeführt. Dazu wurde unter kontinuierlicher MRT-Bildgebung die Ablationsnadel präzise in das kanzerogene Zielgewebe vorgeschoben und über die Ablationsnadel wurden schließlich Mikrowellen ausgesendet, welche zu einer hitzebasierten Gewebezerstörung führten. Die Verwendung von Mikrowellen hat die Vorteile einer großen Ablationszone, einer schnellen Wärmeausbreitung und einer geringen Anfälligkeit gegenüber der Kühlung durch Gefäße, welche der Erhitzung entgegenwirken können.

Das MRT verfügt darüber hinaus über die einzigartige Methode der sogenannten MR-Thermometrie, welche es erlaubt, die Temperatur an jedem Punkt innerhalb des Patientenkörpers approximativ zu messen. Dieses Verfahren hat das Potenzial, die Größe der Ablationszone kontinuierlich während der Therapie zu verfolgen und damit den Zeitpunkt der vollständigen Zerstörung des Tumors erkennen zu können, wodurch der Endpunkt der Therapie verlässlich definiert werden kann. Diese Methode wird aktuell am Forschungscampus STIMULATE weiter erforscht und entwickelt. Weitere Forschungsthemen im Bereich der MRT-Interventionen stellen z.B. MRT-Spulen für Interventionen dar. Derartige Spulen sind notwendig, um im MRT die Signale aus dem Patientenkörper zu messen. (Im Bild oben umschließt die Spule wie ein breiter Gurt den Bauchraum des Körpers.) Die vorhandenen Spulen sind für die Diagnostik entwickelt worden und für die Intervention weitgehend unbrauchbar: Sie sind nicht sterilisierbar und behindern den Arzt beim Einführen der Nadel. STIMULATE entwickelte bereits spezielle Spulen für Interventionen, welche ein Industriepartner auch bereits auf den Markt gebracht hat. In einem weiteren Projekt werden Miniaturroboter erforscht, welche in das MRT integriert werden und den Nadelvorschub übernehmen, um auf diese Weise das Problem des eingeschränkten Patientenzugangs im MRT perfekt zu lösen. Kreative Teams innerhalb des Forschungscampus STIMULATE setzen ihre interdisziplinäre Expertise für das Design komplett neuer MRT-Geräte ein, um sie optimal für Interventionen auszulegen. Die heutigen MRT-Geräte sind für die Diagnostik entwickelt worden, bei denen z.B. die Fragestellung des Patientenzugangs bzw. MRT-kompatiblen Werkzeugs keine Rolle gespielt hat. Analysen zur Gebrauchstauglichkeit können die STIMULATE-Partner seit Kurzem im neuen MRT-Usability-Labor durchführen, in dem derzeit ein Modell eines zukünftigen MRT-Geräts untersucht wird.

Durch die gemeinsame Anstrengung von Wissenschaft und Wirtschaft entstehen nicht nur vielversprechende Therapieoptionen, sondern auch Synergien, die die Entwicklung und Implementierung neuer Krebstherapien beschleunigen. Durch die Förderinitiative „Forschungscampus“ trägt das Bundesministerium für Bildung und Forschung somit maßgeblich dazu bei, den Fortschritt in der Krebsforschung voranzutreiben und Patienten weltweit verbesserte Behandlungsmöglichkeiten zu bieten.