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.
- BESSY II: Hochaufgelöste Einblicke in einzelne Biomoleküle und KatalysatorenWinzige biologische Proben und sogar einzelne Biomoleküle können nun an der BESSY-II-Infrarot-Beamline unter lebensnahen Bedingungen in höchster Auflösung untersucht werden. Die nanoskalige Infrarotspektroskopie (s-SNOM) wurde dafür verbessert und gründlich validiert. Ultradünne Membrane auf Siliziumbasis ermöglichen dabei die Untersuchung im wässrigen Medium. Ein internationales Team um den HZB-Experten Dr. Alexander Veber konnte nach einem ersten Proof-of-Concept nachweisen, dass Nano-IR-Messungen in wässriger Umgebung mit den erwarteten Fernfeld-IR-Spektren übereinstimmen. Dieser methodische Fortschritt ermöglicht nun tiefere Einblicke in Biomaterialien, aber auch die Beobachtung katalytischer Prozesse in flüssigen Umgebungen.
- Neue Methode zeigt, wie molekulare Schalter von ihren Nachbarn beeinflusst werdenForschende der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) können erstmals direkt erkennen, wie die Umgebung eines molekularen Schalters dessen elektronische Struktur beeinflusst. Molekulare Schalter sind Moleküle, die sich durch äußere Einflüsse wie Temperaturänderungen zwischen zwei Zuständen umschalten lassen – ähnlich einem Schalter mit den Positionen „An“ und „Aus“. Solche Moleküle werden als mögliche Bausteine für künftige Datenspeicher oder Sensormaterialien erforscht. Mit Hilfe der magnetischen Terahertz-Spektroskopie an BESSY II konnten die Forschenden nun erstmals unterscheiden, ob benachbarte Moleküle in einem Material gleich oder anders geschaltet sind. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift „Angewandte Chemie International Edition“ erschienen.
- Beschleunigerprojekt SEAlab: Abschluss und AusblickDas Beschleunigerprojekt SEAlab hat die letzte Messkampagne im Sommer 2026 erfolgreich abgeschlossen. Nun wird die Anlage zurückgebaut, viele Komponenten sollen weiterverwendet werden. Die beiden Beschleunigungsphysiker Axel Neumann und Thorsten Kamps erklären, was das Projekt erreicht hat, und geben einen Ausblick auf die Zukunft.