„Sie hat eine alte Seele. Das haben alle immer über sie gesagt.“
Das sagt Meg Ruller, die Besitzerin von Maple, einem gelben Labrador-Retriever mit unbestreitbar seelenvollen braunen Augen. Geboren und aufgewachsen für ein Leben im Dienst, arbeitete Maple in ihren frühen Jahren mit zwei autistischen Kindern zusammen. Später schloss sie sich Rullers Familie an, und unter ihrer Obhut wurde Maple ein Therapiehund, der das Ronald McDonald Haus besuchte, um die Stimmung kranker Kinder und ihrer Familien zu stärken.
„Sie ist einfach der beste Hund aller Zeiten“, sagt Ruller, eine Absolventin der Veterinärmedizinschule 2018, die Maple als Welpen ausgebildet hatte. „Sie ist so süß und mürrisch, ich nenne sie Eeyore.“
Heute hat der 13-jährige Maple Krebs. Aber selbst damit hilft sie anderen.
Maple war der erste Patient, der an einer Studie über einen neuartigen Ansatz zur Strahlentherapie in Penn teilnahm, die gemeinsam von Keith Cengel, einem Radioonkologen an der Perelman School of Medicine, und Brian Flesner, einem Onkologen bei Penn Vet, geleitet wurde. Die beiden haben sich zusammengetan, um die Krebsbehandlung für Menschen und Haustiere voranzutreiben.
Eine palliative Strahlentherapie kann das Tumorwachstum verlangsamen und Schmerzen lindern, erfordert jedoch typischerweise Behandlungen über mehrere Wochen oder Monate. Im Gegensatz dazu ist die Technik, die Cengel und Flesner untersuchen, die als FLASH-Strahlung bekannt ist, – wie der Name schon sagt – viel schneller. Patienten können in nur wenigen Besuchen eine palliative Bestrahlung erhalten.
Nach einer ersten Studie der Technik bei Hunden mit Osteosarkom, die 2019 begonnen wurde, verwendet diese neue Studie einen präzise gerichteten Protonenstrahl, um auf kleinere Tumore der Mundhöhle abzuzielen. Die Energie der positiv geladenen Teilchen im Protonenstrahl zerstört Krebszellen und dringt tief in das Gewebe ein. Diese Therapie kann auch normale Gewebe, die den Tumor umgeben, vor Schäden bewahren, ein „potenziell bahnbrechendes“ Ergebnis, sagt Flesner.
Wenn sich die Ergebnisse bei Hundekrebspatienten als vielversprechend erweisen, könnte dies die Tür zur Erforschung der Anwendung der Technik bei Menschen öffnen, sagen die Forscher. „Wir glauben, dass FLASH sicherer und hoffentlich genauso wirksam sein wird wie eine Standard-Strahlentherapie“, sagt Flesner.
Hunde in der Studie werden abends im Roberts Proton Therapy Center in Penn Medicine behandelt, nachdem die menschlichen Patienten gegangen sind. Letztendlich hoffen die Forscher, neun Hunde zu untersuchen und Daten über die Nebenwirkungen und den Einfluss von FLASH auf Krankheiten zu sammeln. „Es ist eine großartige Gelegenheit, möglicherweise Hunden zu helfen, da wir mehr darüber lernen, wie dies funktioniert“, sagt Cengel.
FLASH verfeinern, um Anwendungen zu erweitern
Es wird angenommen, dass FLASH-Strahlung aufgrund der vorübergehenden und hochpräzisen Art der Strahlenexposition weniger Toxizität verursacht als herkömmliche Ansätze. In der früheren Studie von Hunden mit Osteosarkom in ihren Beinen, die von Cengel und der Penn Vet-Chirurgin Jennifer Huck geleitet wurde, umfasste die Standardbehandlung die Amputation der betroffenen Extremität. In dieser Studie erhielten Haustiere FLASH-Strahlung, die auf ihren Tumor gerichtet war, und fünf Tage später wurde die Extremität amputiert. Die Forscher konnten den Tumor nachträglich untersuchen.
Die neue Studie, die sich mit Mundhöhlenkrebs befasst, erhöht den technischen Schwierigkeitsgrad, da die Lage der Tumore, auf die die Kliniker abzielen, bedeutet, dass der Strahl auf dem Weg zum Krebstumor in gesundes Gewebe eindringt. Um Nebenwirkungen zu minimieren, haben Cengel, Flesner und Kollegen eng und kontinuierlich mit Ingenieuren zusammengearbeitet, um den Protonenstrahl so zu trainieren, dass er genau das gewünschte Gewebe erreicht, nicht weiter.
Nur Hunde, die bestimmte Anforderungen erfüllen, können an der Studie teilnehmen. Haustiere müssen Krankheiten haben, für die eine Operation keine Option ist und bei denen Bestrahlung eine Form der Palliativpflege und keine potenzielle Heilung wäre. Auch die Tumore müssen bestimmte Abmessungen haben, um vom Protonenstrahl erreicht zu werden.
Im Gegensatz zur Osteosarkom-Studie wird es die aktuelle Untersuchung den Forschern ermöglichen, längerfristige Auswirkungen von FLASH auf den Tumor und das umgebende Gewebe zu überwachen. „Es wird uns leichter fallen, Wirksamkeit und Verträglichkeit mit Nebenwirkungen zu bewerten“, sagt Flesner. „Einige frühe Daten aus der ursprünglichen Studie deuten darauf hin, dass FLASH die Fibrose- und Narbengewebe-Signalgebung reduziert, aber wir haben nicht die längerfristigen Ergebnisse, die wir uns erhoffen.“
Die Studie beginnt konservativ, wobei den Hunden eine niedrige Strahlendosis verabreicht wird, die in zwei Behandlungen im Abstand von etwa einer Woche aufgeteilt wird. „Die nächste Iteration dieser Arbeit wäre eine Dosissteigerung bei Hunden“, sagt Cengel und findet den optimalen Punkt für eine gute Wirksamkeit mit minimalen Nebenwirkungen. Das Team hofft auch, den Ansatz bei Katzen, bei verschiedenen Tumorarten und unter Verwendung von Elektronen anstelle von Protonen zu untersuchen, die nicht so tief eindringen. Letztendlich besteht das Ziel darin, Protokolle für die Durchführung der Technik bei Menschen mit verschiedenen Krebsarten zu verfeinern.
Obwohl die Durchführung der Studie teuer ist, da große Teams erforderlich sind, um den Protonenstrahl zu betreiben und den Patienten zu versorgen, sagt Cengel, dass er eine Zeit vorhersehen kann, in der die technologischen Kosten sinken werden, was FLASH zu einer zugänglicheren Option für den klinischen Einsatz beim Menschen macht und veterinärmedizinische Radioonkologie.
„Im Moment ist die Technologie schwierig und sehr teuer, aber das liegt nur daran, dass sie neu und schick ist“, sagt Cengel. „Sobald wir mehr damit arbeiten, sehe ich keinen Grund, warum dies nicht mehr verfügbar sein wird.“
Ahorn im Dienst
Ruller hatte Ende August eine Masse in Maples Mund bemerkt. Ruller zögerte, ihren Hund unnötigerweise unter Narkose zu setzen, und behielt ihn einige Wochen im Auge, bis das Wachstum zu bluten begann und gereizt wirkte. Zu diesem Zeitpunkt brachte Ruller Maple in die Klinik, in der sie im New Yorker Hudson Valley arbeitet, und führte die Operation durch, um sie selbst zu entfernen. „Es kam als Oberkiefer-Osteosarkom zurück“, sagt Ruller. „Es ist ziemlich ungewöhnlich.“
Nach Rücksprache mit einem lokalen Spezialisten kam Ruller schließlich nach seinem Abschluss mit Flesner in Kontakt, der vor etwa einem Jahr bei Penn Vet anfing. Er machte sie mit einigen klinischen Studien vertraut, für die Maple in Frage kommen könnte. Der FLASH-Prozess sprach Ruller an, zum Teil, weil er die wenigsten Besuche und die größte Flexibilität für die zweieinhalbstündige Reise von New York erforderte.
Ein paar Wochen später fuhr Ruller mit Maple, ihrem Partner und einem weiteren ihrer Hunde, einem 12-jährigen Boxer namens Champ, nach Philadelphia. „Ich musste diese Hundeenergie um mich herum haben“, sagt sie.
Maple bekam die Behandlung, ging nach Hause und wiederholte den Vorgang einige Tage später für die zweite Dosis. Nach FLASH „sah der Tumor deutlich weniger entzündet aus“, sagt Ruller, und Maple fühlte sich gut genug, um an einer Lieblingsaktivität teilzunehmen – einem Bad in einem örtlichen See. Seitdem begann der Tumor zu wachsen und erneut gereizt zu werden, was Flesner und Lillian Duda, eine Radioonkologin von Penn Vet und Mitarbeiterin der Studie, dazu veranlasste, eine weitere Dosis FLASH zu empfehlen – alles Teil des Lernprozesses.
Anfang Oktober kehrte Maple für einen Folge-CT-Scan zu Penn Vet zurück. Veterinärtechnikerin June DiBona rollte Maple in einem pinkfarbenen Wagen aus den Türen des Ryan Hospital, wo Ruller – und drei ihrer anderen Hunde – ein glückliches Wiedersehen hatten.
„Viele Leute wissen nicht, dass es klinische Studien in der Veterinärmedizin gibt“, sagt Ruller. „Dies war eine fantastische Gelegenheit für sie. Und Teil einer klinischen Studie zu sein, ist für sie eine Art Moment, in dem sich der Kreis schließt. Sie war ihr ganzes Leben lang ein Diensthund, also fühlte es sich an, an so etwas beteiligt zu sein der richtige Schritt für sie. Ich mag die Idee, dass sie immer noch im Dienst ist.“