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Bei der Kontrastmittel-Darstellung von Tumoren gelingt es bisher nicht, die Tumorzellen selbst spezifisch anzufärben. Die gängigen Kontrastmittel gelangen nach intravenöser Gabe nur in in den Raum zwischen den Tumorzellen. Durch besondere, an die üblichen Kontrastmittel angebrachte Verbindungsmoleküle, sogenannte Liganden (wie Duftstoffe, Antibiotika, Magenmotilitätshemmer, Neurotransmitter) gelang es Professor Stefan Heckl an der Universitätsklinik Tübingen und seinem Team Prostatakarzinom- und Glioblastomzellen ganz spezifisch darzustellen.
Bei einem Prostatakarzinom ist es entscheidend zu wissen, ob noch ein frühes Stadium vorliegt oder ob bereits Metastasen bestehen. Nach intravenöser Gabe eines Gadolinium-Kontrastmittels (Gd-KM) ist dessen Anreicherung im Prostatakarzinom nur durch die erhöhte Durchblutung bedingt, welche bei weniger durchbluteten Tumoren nicht besteht. Die Abgrenzung eines Prostatakarzinoms von einer Entzündung oder einer Hyperplasie (gutartige Prostatavergrößerung), besonders aber auch die Lokalisierung von Lymphknotenmetastasen, ist in der MRT und der Fluoreszenzmikroskopie sehr schwierig. Schmerzhafte Stanzbiopsien sind deshalb nötig.
Um eine Anreicherung des Kontrastmittels und des Fluoreszenzfarbstoffes im Zellinneren der Prostatakarzinomzellen zu erreichen, wurden an die Kontrastmittel verschiedene Liganden gekoppelt, die dadurch in die Zelle gelangten. Der Maiglöckchenduftrezeptor kommt nicht nur auf Riechzellen, sondern weitgehend isoliert auch auf Prostatakarzinomzellen vor. Mit Gd- und Fluoreszenz-Kontrastmitteln, welche Liganden des Maiglöckchenduftrezeptors enthielten, konnten so Prostatakarzinomzellen dargestellt werden.
Der Cholecystokinin-A-Rezeptor (CCK-A-Rezeptor) findet sich vorwiegend im menschlichen Gastrointestinaltrakt. Das Medikament Lorglumid blockiert diesen Rezeptor. Die Wissenschaftler wiesen nach, dass der CCK-A-Rezeptor ebenfalls auf Prostatakarzinomzellen stark exprimiert ist und dass die Kopplung seines Liganden Lorglumid an Gd-Kontrastmittel und Fluoreszenzfarbstoffe zur Darstellung von Prostatakarzinomzellen genutzt werden kann.
An Gd- und Fluoreszenz-Kontrastmittel koppelten die Wissenschaftler außerdem die Antibiotika Vancomycin und Ramoplanin. Diese Antibiotika binden an bestimmte Strukturen der Oberfläche von Gram-positiven Bakterien. Erstaunlicherweise werden bestimmte Antibiotika auch von einigen Tumorzellen aufgenommen (vorwiegend beim Prostatakarzinom und Glioblastom). Die Aufnahme in Zellen bei einer Prostatahyperplasie ist dagegen deutlich geringer. Auch Konjugate, die das Anti-Pilzmittel Nystatin enthielten, färbten vorzugsweise Prostatakarzinomzellen und lösten Zelltod aus.
Höhergradige Hirntumore wie das Glioblastom lassen sich mit Gd-Kontrastmitteln nur deshalb darstellen, weil bei ihnen die Bluthirnschranke offen ist. Das Gd-Kontrastmittel bleibt aber nur im Raum außerhalb der Zelle. Zwischen gesunden und tumorösen Zellen kann man nicht unterscheiden. Weil bei einem Entzündungsherd (z.B. einem MS-Herd) die Bluthirnschranke auch offen ist, kann dieser von einem Tumorherd ebenfalls nicht unterschieden werden.
Wie bei den Prostatakarzinomzellen gelang auch bei Glioblastomzellen die Aufnahme des Kontrastmittels in das Zytoplasma durch Kopplung an Antibiotika oder Anti-Pilzmittel. Glioblastomzellen konnten auch durch Kopplung des Gd-Kontrastmittels an Serotonin dargestellt werden. Serotonin induziert über den Serotonin-Rezeptor an der Glioblastomzelloberfläche die Synthese von Interleukin-6, welches dann unmittelbar die Glioblastomzelle zum Wachstum antreibt.
Die weitere Forschung soll dazu dienen, die gewonnenen Erkenntnisse in die radiologische und klinische Praxis einzuführen.
Kontakt (Projektleitung):
Prof. Dr. Stefan Heckl, Universitätsklinik Tübingen
Telefon: +49 (0)1515 / 1216607, E-Mail: stefan.heckl@med.uni-tuebingen.de
Die Wilhelm Sander-Stiftung förderte dieses Forschungsprojekt mit rund 144.000 Euro. Stiftungszweck ist die Förderung der medizinischen Forschung, insbesondere von Projekten im Rahmen der Krebsbekämpfung. Seit Gründung der Stiftung wurden insgesamt über 190 Millionen Euro für die Forschungsförderung in Deutschland und der Schweiz bewilligt. Die Stiftung geht aus dem Nachlass des gleichnamigen Unternehmers hervor, der 1973 verstorben ist.
Weitere Informationen zur Stiftung: http://www.wilhelm-sander-stiftung.de
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars
Medicine
transregional, national
Research projects, Research results
German
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