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Universität Bonn
Universitätsklinikum Bonn
UKB - Strahlentherapie und Radioonklogie

Labor für Radiobiologie

Im Labor für Radiobiologie werden die biologischen Wirkungen der zu therapeutischen Zwecken eingesetzen Strahlung von einem Team aus Ärzten, Biologen und Physikern untersucht.

Forschungsschwerpunkte

Für nahezu alle Tumor- und Normalgewebsarten existiert eine nicht-lineare Dosis-Wirkungs-Beziehung, sodass daraus – je nach Zielvolumenlokalisation – eine therapeutische Breite im Sinne des klassischen Holthusen-Modells variabler Ausprägung entsteht. Eine zentrale Frage der radioonkologischen Forschung ist daher, wie die therapeutische Breite einer Radiotherapie erhöht werden kann, sodass entweder höhere Dosen bei gleicher (oder sogar geringerer Normalgewebstoxizität) oder gleiche Dosen höhere tumorizide Wirkungen haben. Eine Möglichkeit stellt dabei der Einsatz von Radiosensitizern dar, die idealerweise in Tumorzellen anreichern oder selektiv in Tumorzellen wirken. Auch durch Wegnahme von relevanten Anteilen gesunden Normalgewebes bei der Strahlentherapie (z. B. durch die Verwendung intraoperativer, fokussierter oder interstitieller Techniken mit steilen Dosisgradienten) kann die therapeutische Breite vergrößert werden.

Ein wesentlicher Bestandteil unserers Forschungsinteresses liegt auf der Optimierung der Strahlenbehandlung von Hirntumoren durch Nutzung relevanter Zellkultur-[1],[2],[3] und Tiermodellen. So wurde im Rahmen eines DFG-geförderten Projektes (GI 771/1-1) eine Kleintierbestrahlungseinheit zur bildgestützten Hochpräzisionsbestrahlung entwickelt, kommissioniert und im Rahmen eines proof-of-concept-Experiments validiert[4],[5]. Dieses System ist in der Lage, kleinste Läsionen (<1 mm) hochpräzise zu erkennen und mittels eigens entwickelter Software zur Bestrahlungsplanung zu therapieren. Mit Hilfe diverser orthotoper Glioblastom-Modelle (Gl261/Bl6, U87MG/U251-NOD/SCID) konnten wir bereits erste wichtige Erkenntnisse zum longitudinalen Tumoransprechen nach Präzisionsbestrahlungen gewinnen[6],[7],[8].

Zum Einsatz kommt das Kleintierbestrahlungsgerät heute vor allem bei der Erforschung der Radioimmunisierung durch hochdosierte Bestrahlung, die wir u. a. zusammen mit unseren Partnern an der Universitätsmedizin Mannheim im Rahmen des SFB 1389 (Understanding and targeting resistance in glioblastoma – UNITE) im Teilprojekt „Tumor- und Mikromilieu-Effekte nach fokussierter Hochdosisbestrahlung von Glioblastomen“ untersuchen.

Auch die Umsetzung von translationalen Studienkonzepten ist uns besonders wichtig. In enger Kooperation mit der Industrie muss hierbei nach innovativen „Targets“ gesucht werden, die in Synergie mit einer Strahlenbehandlung sein können. Ein Beispiel ist die von uns geleitete GLORIA-Studie (Sponsor: NOXXON Pharma AG). Grundlage für diese Studie sind äußerst vielversprechende präklinische Ergebnisse, bei denen die Kombination aus Bestrahlung und CXCL12-Hemmung eine rasche und stabile Remission von bösartigen Hirntumoren zur Folge hatte.


[1] Veldwijk et al. Clin Cancer Res. 2018 Oct 16.
[2] Steenken et al. Strahlenther Onkol. 2015 Jul;191(7):590-6
[3] Wang et al. J Neurooncol. 2013 Dec;115(3):323-31.
[4] Felix et al. Z Med Phys. 2017 Mar;27(1):56-64.
[5] Felix et al. PLoS One. 2015 May 19;10(5):e0126246.
[6] Kirschner et al. PLoS One. 2016 Nov 9;11(11):e0165994.
[7] Kirschner et al. J Neurooncol. 2015 Apr;122(2):245-54.
[8] Kübler et al. Oncotarget. 2016 Jul 19;7(29):45500-45512.

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