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Gammastrahlung in der Krebstherapie: Isotope, Modalitäten und Mechanismen

Gammastrahlen (γ) sind hochenergetische Photonen (10 keV–mehrere MeV), die beim radioaktiven Zerfall instabiler Kerne emittiert werden. Ihre Penetration und Ionisierungsdichte machen sie ideal für die Radiotherapie.

Wichtige Radioisotope & Anwendungen

Isotop	Halbwertszeit	Energie (MeV)	Verwendung
Cobalt-60	5,27 Jahre	1,17, 1,33	Teletherapie-Einheiten (werden durch Lineare Beschleuniger ersetzt)
Cesium-137	30,2 Jahre	0,662	Brachytherapie (LDR), Blutbestrahler
Iridium-192	73,8 Tage	0,38 (avg)	HDR-Brachytherapie (flexible Katheter)
Jod-125	59,4 Tage	0,028 (γ), 0,035 (Röntgenstrahl)	LDR-Brachytherapie-Samen (Prostata, Auge)
Radium-223	11,4 Tage	α-Emitter (γ gering)	Systemisch: metastasiertes kastrationsresistentes Prostatakarzinom (knochensuchend)

Liefermodalitäten

Externe Strahlentherapie (EBRT): Lineare Beschleuniger-generierte MV-Photonen (keine Isotope). Co-60-Geräte werden weltweit noch eingesetzt.
Stereotaktische Radiochirurgie (SRS/SBRT): Gamma Knife (201 Co-60-Quellen), CyberKnife (Linearbeschleuniger), TrueBeam. Sub-mm-Präzision, hohe Dosis/Fraktion.
Brachytherapie: Samen/Quellen interstitiell (Prostata, Brust, GYN) oder intraluminal (Speiseröhre, Bronchus) platziert. LDR (permanent/temporär) oder HDR (Afterloader).
Radioligandentherapie: Gezieltes systemisches (z. B. Lu-177 PSMA, I-131 MIBG). β⁻ primär, γ für Bildgebung.

Mechanismus: Ionisierende Strahlenschädigung

Direkt: DNA-Strangbrüche (DSBs am tödlichsten).
Indirekt: Wasserradiolyse → ROS (•OH) → DNA/Protein/Lipidschäden.
Zelltod: Mitotische Katastrophe, Apoptose, Seneszenz. Hypoxische Zellen 2–3× resistent (OER).

Therapeutisches Verhältnis

Fraktionierung (1,8–2 Gy × 25–35) nutzt die unterschiedliche Reparatur zwischen Tumor (beeinträchtigt) und normalem Gewebe aus. SBRT verwendet Hypofraktionierung (5–20 Gy × 1–5) für radio-resistente/kleine Ziele.

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