Die Protonentherapie (PT) ist eine aufstrebende und fortschrittliche Technik zur hochpräzisen Strahlentherapie von Krebspatientinnen und -patienten. Ihr Erfolg beruht darauf, dass Protonenstrahlen – im Gegensatz zur konventionellen Strahlentherapie mit hochenergetischen Photonenstrahlen – eine begrenzte Reichweite haben und den Großteil ihrer Dosis am Ende ihrer Reichweite abgeben. Dadurch wird die Dosis im umliegenden gesunden Gewebe reduziert. Die PT ist jedoch sehr empfindlich für die Gewebemorphologie und anatomische Veränderungen, die während der Behandlung auftreten. Daher ist eine bildgestützte PT unerlässlich, um Unterdosierungen im Tumor und Überdosierungen in gesunden Geweben zu vermeiden.

Die derzeitigen Standardverfahren der bildgestützten PT mittels Röntgen- und Oberflächenbildgebung können den Tumor aufgrund des geringen Weichteilkontrasts nicht präzise lokalisieren und seine Bewegung während der Bestrahlung nicht erfassen. Daher ist die Zielgenauigkeit der PT bei Tumoren im Brust-, Abdomen- und Beckenbereich, die sich aufgrund von Atmung, Peristaltik und Organfüllung während der Bestrahlung bewegen, beeinträchtigt. Dieser Mangel stellt ein grundlegendes Hindernis für die Ausschöpfung des vollen Potenzials der PT als Instrument für hochpräzise Strahlentherapie dar.

Um dieses Hindernis zu überwinden, haben die Forschenden das weltweit erste Prototypensystem für die In-Beam-Magnetresonanztomographie (MRT) entwickelt und in die PT integriert. Die Echtzeit-In-Beam-MRT ermöglicht eine kontrastreiche Darstellung von Weichgewebe und die Live-Verfolgung von Tumorbewegungen. Dadurch kann die Protonendosisabgabe mit der Tumorbewegung synchronisiert und die Zielgenauigkeit bis an ihre physikalischen Grenzen gesteigert werden. Im nächsten Schritt soll die klinische Machbarkeit der Integration von Echtzeit-In-Beam-MRT in die PT durch MR-integrierte Protonentherapie (MRiPT) erstmals weltweit im Rahmen von klinischen Studien demonstriert werden.

Ziel des TEMPO-Projekts ist die Erfüllung der regulatorischen Anforderungen als Voraussetzung für die Genehmigung der geplanten klinischen Studien. Zu diesem Zweck wird ein regulatorisches Konzept entwickelt und in Abstimmungsgesprächen mit den Genehmigungsbehörden, wie dem Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM), umgesetzt.