Analysis of the individual radio sensitivity of breast cancer patients

Hintergrund und Ziele Die Ausprägung strahlentherapiebedingter Nebenwirkungen ist deutlich von der individuellen Strahlenempfindlichkeit der behandelten Patienten geprägt. Daher könnte die Bestimmung der Strahlenempfindlichkeit vor Beginn einer Therapie eine Aussage über die individuelle Reaktion auf die geplante Strahlentherapie ermöglichen. Bei stärker strahlenempfindlichen oder strahlenresistenten Patienten könnte so eine Dosisanpassung erfolgen. Wir haben ein Kollektiv von Brustkrebspatientinnen auf die individuelle Strahlenempfindlichkeit untersucht. Methoden Von 129 Probanden wurden periphere Blutproben entnommen und so 67 Brustkrebspatientinnen und 62 gesunde Personen durch 3- Farb-Fluoreszenz in situ Hybridisierung auf ihre individuelle Strahlen-empfindlichkeit getestet. Zum einen wurden Blutproben vor dem Beginn einer adjuvanten Strahlentherapie entnommen und mit 2 Gy in vitro bestrahlt. Zum anderen wurden nach 5 Einzeldosen von je 1,8 Gy und einer Pause von 72 h (dies entspricht einer Woche in vivo Strahlentherapie) Blutproben entnommen. Auch die Blutproben der Kontrollpersonen wurden mit 2 Gy in vitro bestrahlt. Die Chromosomen 1, 2 und 4 der Lymphozyten- DNA wurden angefärbt und anschließend die Brüche pro Mitose als Marker für die individuelle Strahlenempfindlichkeit analysiert. Ergebnisse und Beobachtungen Brustkrebspatientinnen reagierten im Vergleich zu den gesunden Kontrollpersonen empfindlicher auf Strahlung. Außerdem waren die Brüche pro Mitose- Werte im Kollektiv der Brustkrebspatientinnen weiter gestreut. Dabei stellte sich heraus, dass Untergruppen von je neun stärker strahlensensiblen und neun strahlenresistenten Patientinnen gebildet werden können. Zudem reagierte eine Untergruppe von Patientinnen im Alter zwischen 40 und 50 Jahren stärker auf Strahlung als jüngere und ältere Vergleichsgruppen. Die Bestimmung der individuellen Strahlen-empfindlichkeit durch Brüche pro Mitose- Werte nach einer Woche in vivo Bestrahlung zeigte jedoch keine ausreichend hohen Messwerte, welche Unterschiede zwischen den Patientinnen vorhersagen könnten. Schlussfolgerungen Im Kollektiv der Brustkrebspatientinnen können Untergruppen von stärker strahlensensiblen und strahlenresistenten Patientinnen identifiziert werden, welche eine individuelle Therapieumstellung erhalten könnten. Dabei zeigt vor allem die Gruppe von Patientinnen im Alter zwischen 40 und 50 Jahren eine erhöhte Strahlenempfindlichkeit. Die Analyse von in vivo bestrahlten Blutlymphozyten ist jedoch vermutlich aufgrund der relativ niedrigen deponierten Dosis nicht geeignet um eine Aussage über die individuelle Strahlenempfindlichkeit zu machen.Background Individual radiosensitivity has a crucial impact on radiotherapy related side effects. A prediction of individual radiosensitivity could avoid these side effects. Our aim was to study a breast cancer collective for its variation of individual radiosensitivity. Methods Peripheral blood samples were obtained from 129 individuals. 67 breast cancer patients and 62 healthy and age matched individuals were looked at and their individual radiosensitivity was estimated by a 3-color Fluorescence in situ hybridization approach. Blood samples were obtained (i) before starting adjuvant radiotherapy and were in vitro irradiated by 2 Gy; (ii) after 5 single doses of 1.8 Gy and after 72 h had elapsed. DNA of lymphocytes was probed with whole chromosome painting for chromosomes 1, 2 and 4. The rate of breaks per metaphase was analyzed and used as a predictor of individual radiosensitivity. Results Breast cancer patients were distinctly more radio-sensitive compared to healthy controls. Additionally the distribution of the cancer patients’ radiosensitivity was broader. A subgroup of 9 rather radio-sensitive and 9 rather radio-resistant patients was identified. A subgroup of patients aged between 40 and 50 was distinctly more radio-sensitive than younger or older patients. The in vivo irradiation approach was not applicable to detect individual radiosensitivity. Conclusion In the breast cancer collective a distinctly resistant and sensitive subgroup is identified, which could be subject for treatment adjustment. Especially in the range of age 40 to 50 patients have an increased radiosensitivity. An in vivo irradiation in a breast cancer collective is not suitable to estimate individual radiosensitivity due to a low deposed dose