zur Navigation zum Inhalt
 
Radiologie 6. September 2006

Molekulare Marker machen Malignität sichtbar

Praktisch alle bösartigen Tumorzellen bilden Proteasen. Diese Enzyme helfen ihnen bei der Invasion in gesundes
Gewebe. Eine neue Methode nützt ihre enzymatische Aktivität zur Freisetzung eines Fluoreszenzfarbstoffes, der
Tumore in der Endoskopie in infrarotem Licht aufleuchten lässt.

Das Überschreiten der Basalmem­bran eines Epithels ist der Schritt vom Karzinoma in situ zum bösartigen, invasiven Tumorwachstum. Zum Durchbrechen der Lamina basalis setzen Krebszellen Enzyme frei, welche den Weg in das umgebende gesunde Gewebe ebnen. „Dieser fast universelle Mechanismus ist für eine Metastasierung unumgänglich“, erklärte Doz. Dr. Martin Funovics, Universitätsklinik für Radiologie, AKH-Wien, im Gespräch mit FOKUS RADIOLOGIE. In seiner Forschungsgruppe kommen Fluoreszenzfarbstoffe auf der Basis von Indiocyaningrün (ICG) in einer neuen Anwendung zum Einsatz: „ICG wird seit Jahrzehnten in der Augenheilkunde bei der Beurteilung der Retinagefäße verwendet und gilt als sehr sicherer, praktisch nebenwirkungsfreier Farbstoff. In das Visier der Molekularen Diagnostik sind ICG-Derivate gerückt, welche von tumoreigenen Enzymen, den Cathepsinen, aktiviert werden. Sie beginnen erst unter der Wirkung der Cathepsine zu fluoreszieren. Einmal freigesetzt, werden die Farbstoffe unlöslich und fallen aus. Gewebe, in denen keine enzymatische Aktivierung erfolgt, bleiben für die Fluoreszenzkamera unsichtbar.“

Tumorzellen leuchten

Das konkrete Forschungsprojekt ist derzeit auf Tierversuche beschränkt. Das vorliegende Mausmodell liefert aber sehr klare Vorstellungen darüber, was in wenigen Jahren auch am Menschen möglich sein wird. Funovics: „Vor der Untersuchung werden dem Versuchstier sowohl ein unspezifischer als auch ein durch Cathepsine aktivierbarer Fluoreszenzfarbstoff intravenös verabreicht. Im Anschluss daran wird die Maus coloskopiert, was ein Mini-Endoskop mit einer Stärke von lediglich 0,8 mm Durchmesser - das entspricht etwa der Dicke einer Injektionsnadel – möglich macht. Die Wiedergabe erfolgt in Echtzeit auf drei Bildschirmen. Sowohl ein herkömmliches CCD-Bild, als auch zwei Fluoreszenz-Darstellungen stehen zur Verfügung. Aus der Differenz zwischen dem Hintergrundsignal durch den unspezifischen Farbstoff und tumorspezifischen Signalen können maligne Zellen mit hoher Treffsicherheit und Sensitivität erkannt werden. „Stellen mit bösartigen Entartungen leuchten dem Endoskopiker förmlich entgegen“, betont Funovics.

Malignität wird quantifizierbar

Die enzymatische Aktivierung des molekularen Farbstoffes unterscheidet sich in mehreren Gesichtspunkten von anderen Markersystemen: Die Farbsignale werden nicht wie bei klassischen Kontrastmitteln im Überschuss verabreicht und im Lauf der Darstellung ausgewaschen, sondern direkt in situ aufgebaut. Es erfolgt dabei keine Bindung an Rezeptoren oder Zielproteine. Insgesamt resultiert eine spezifische Markierung mit sehr geringem Hintergrundsignal. „Die Fluores­zenz wird von genau jenen Enzymen aktiviert, welche den Tumor bösartig und zur Gefahr machen“, strich Funovics hervor: „Wir konnten zeigen, dass die Stärke der Fluoreszenz direkt mit dem Ausmaß der Entartung korreliert. Aggressivere Tumore leuchten heller auf. Gemeinsam mit den bewährten morphologischen Informationen aus der Endoskopie ist eine sehr zuverlässige Beurteilung der Dignität suspekter Läsionen möglich.“ Der Schritt von der Mäuseendoskopie zum Menschen liegt nahe, erste Phase-1-Studien laufen in den USA bereits. Noch wird nicht coloskopiert, die Farbstoffe kommen bei Operationen von Ovarialkarzinomen am offenen Abdomen zum Einsatz. Der Operateur erkennt die fluoreszierenden malignen Knoten dabei durch eine Spezialbrille. „Die gleichen Enzyme könnten zur Aktivierung gebundener Giftstoffe eingesetzt werden“, blickt der Radiologe voraus. Zytostatika würden so direkt an ihr Ziel gelangen und eine hoch spezifische Chemotherapie ermöglichen. Gemeinsam mit dem Farbstoff sei sogar eine Kombination aus molekularer Diagnostik und Therapie vorstellbar. „In jedem Fall steht fest“, so Funovics, „dass in Zukunft noch zahlreiche weitere molekulare Marker entwickelt werden. Sie werden die Bildgebung von indirekten, morphologischen Kriterien zu präzisen und quantifizierbaren Aussagen über die Dignität führen.“

Dr. Alexander Lindemeier, Ärzte Woche 7/2001

Zu diesem Thema wurden noch keine Kommentare abgegeben.

Medizin heute

Aktuelle Printausgaben