Protonen gegen Krebs: Neue Forschungsbeamline für innovative Strahlentherapien
Prof. Dr. Judith Reindl und Doktorandin Aikaterini Rousseti (v.l.n.r) von der Universität der Bundeswehr München stellen den Experimentierplatz vor, der an der neuen Minibee-Beamline am HZB eingebaut wird. Hier werden Experimente an biologischen Proben mit unterschiedlich eingestellten Protonenstrahlen stattfinden. © Kevin Fuchs / HZB
Magnetische Quadrupole fokussieren den Protonenstrahl vor der Experimentplattform. © Kevin Fuchs / HZB
Das HZB hat gemeinsam mit der Universität der Bundeswehr München eine neue Beamline für die präklinische Forschung eingerichtet. Sie ermöglicht künftig am HZB Experimente an biologischen Proben zu innovativen Strahlentherapien mit Protonen.
Der Protonenbeschleuniger des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) ist seit gut 25 Jahren gegen spezielle Tumorerkrankungen des Auges im Einsatz. Bisher haben schon über 4800 Menschen von der Augentumor-Therapie mit Protonen profitiert, die gemeinsam mit der Charité – Universitätsmedizin Berlin durchgeführt wird.
Nun bietet der Protonenbeschleuniger am HZB zusätzlich auch die Option, präklinische Forschung durchzuführen: Dazu wurde gemeinsam mit der Universität der Bundeswehr München eine Mini- Beamline for preclinical Experiments (Minibee) errichtet. Die Abteilung Protonentherapie des HZB hat die Strahlführung und die Ansteuerung für die Minibeams gebaut. Die Universität der Bundeswehr München mit Prof. Judith Reindl vom Institut für Angewandte Physik und Messtechnik sowie der Sektion Biomedizinische Strahlenphysik installierte eine Plattform zur bildgeführten Bestrahlung von biologischen Proben. Dadurch werden künftig gemeinsame Experimente zur Radiobiologie und innovativer Strahlentherapie möglich.
„An Minibee können wir aus der medizinischen Forschung untersuchen, wie sich veränderte Parameter und Einstellungen des Protonenstrahls auf die Behandlung auswirken“, sagt Judith Reindl. Unter anderem soll Minibee ultrakurze Protonenblitze (FLASH-Therapie) erzeugen, oder nadelfeine Strahlung (Beamlets). „Es geht uns darum, neue Methoden zu entwickeln, die den Tumor effektiv zerstören und gleichzeitig das gesunde Gewebe noch besser schützen“, sagt Prof. Dr. Andrea Denker, die die Abteilung Protonentherapie am HZB leitet.
- Humboldt-Fellow am HZB-Institut für Solare Brennstoffe: Alexander R. UhlAlexander R. Uhl von der UBC Okanagan School of Engineering in Kelowna, Kanada, will mit Roel van de Krol vom HZB-Institut für Solare Brennstoffe einen effizienten und günstigen Photoelektrolyseur entwickeln, um mit Sonnenlicht Wasserstoff zu produzieren. Sein Aufenthalt wird von der Alexander von Humboldt-Stiftung gefördert.
- 5000. Proteinstruktur an BESSY II: Startpunkt für einen COVID-WirkstoffViele Proteine besitzen eine komplexe Architektur, die bestimmte biologische Funktionen ermöglicht. An manchen Stellen können Moleküle andocken und die Funktion des Proteins verändern. Ein Team am HZB hat nun das Nsp1-Protein untersucht, das bei der Infektion mit dem SARS-CoV-2-Virus eine Rolle spielt. Sie analysierten Proteinkristalle, die sie zuvor mit Molekülen aus einer Fragmentbibliothek versetzt hatten und entdeckten dabei insgesamt 21 Kandidaten als Startpunkte für die Medikamentenentwicklung. Gleichzeitig entschlüsselten sie damit auch die 5000. Struktur an BESSY II.
- Was die Zinkkonzentration in Zähnen verrätZähne sind Verbundstrukturen aus Mineralien und Proteinen, dabei besteht der Großteil des Zahns aus Dentin, einem knochenartigen, hochporösen Material. Diese Struktur macht Zähne sowohl stark als auch empfindlich. Neben Kalzium und Phosphat enthalten Zähne auch Spurenelemente wie Zink. Mit komplementären mikroskopischen Verfahren hat ein Team der Charité Berlin, der TU Berlin und des HZB die Verteilung von natürlichem Zink im Zahn ermittelt. Das Ergebnis: mit zunehmender Porosität des Dentins in Richtung Pulpa steigt die Zinkkonzentration um das 5- bis 10-fache. Diese Erkenntnis hilft, den Einfluss von zinkhaltigen Füllungen auf die Zahngesundheit besser zu verstehen und könnte Verbesserungen in der Zahnmedizin anstoßen.