Hirntumoren präzise markiert

Eine Nachwuchswissenschaftlerin des Universitätsklinikums Heidelberg zeigt Überlegenheit eines neuen Kontrastmittels. Das neue Kontrastmittel Gadofluorine M markiert die Ausdehnung von Hirntumoren präziser als die in der klinischen Praxis eingesetzten Produkte. Zudem übertrifft es konventionelle Kontrastmittel noch in einem weiteren Punkt: Es färbt auch frühe Tumorstadien vollständig an. Diese Eigenschaften hat Dr. Leonie Jestaedt, Nachwuchswissenschaftlerin am Universitätsklinikum Heidelberg, im Rahmen einer Studie erstmals beschrieben. Das Mittel kann nun im Tierversuch dazu beitragen, die Wirkung neuer Therapien genau zu verfolgen und zu verbessern. Auch ein zukünftiger Einsatz bei Patienten ist denkbar.

Ob ein bösartiger Hirntumor vollständig entfernt werden kann und wie die Behandlung nach der Operation weitergeht, hängt u.a. von seiner Größe und Lage ab. Je genauer Neuroradiologen daher die Tumorgrenzen mit Hilfe von Magnetresonanztomographie (MRT) und Kontrastmitteln darstellen können, desto passender ist die Therapie. Auch der Erfolg des Eingriffs selbst hängt von guter Bildgebung ab: Die Tumoren lassen sich unter dem OP-Mikroskop oftmals nicht sicher vom gesunden Hirngewebe unterscheiden. Daher fließen die Bilddaten der MRT in die dreidimensionale OP-Planung am Computer ein.

Das Kontrastmittel bindet sich spezifisch an Tumorzellen
»Die bisher zur Verfügung stehenden Kontrastmittel zeigen die Tumorausdehnung und Tumorränder nicht sehr genau an«, erklärt Dr. Leonie Jestaedt, Assistenzärztin der Abteilung für Neuroradiologie (Ärztlicher Direktor: Professor Dr. Martin Bendszus) am Universitätsklinikum Heidelberg. Sie verglich an Mäusen mit Hirntumoren das neue MRT-Kontrastmittel Gadofluorine M (GfM) mit dem in der klinischen Praxis gängigen Gadolinium-DTPA. Letzteres sammelt sich dort, wo der Tumor die Wände der Blutgefäße im Gehirn durchlässig gemacht hat. GfM dagegen bindet spezifisch an Tumorzellen.

Das Ergebnis, zu dem die Neuroradiologin kommt: GfM ist dem konventionellen Kontrastmittel überlegen. Besonders bei frühen Stadien zeigt es die Ausdehnung der Tumoren deutlich präziser an. Außerdem bindet es dauerhaft an die Zellen; für Folgeuntersuchungen mit dem MRT, z.B. während der Operation, müsste dem Patienten kein weiteres Kontrastmittel gespritzt werden. GfM kann mit einem für das Auge sichtbaren Farbstoff gekoppelt werden; das Tumorgewebe wäre daher bei der Präparation gut von gesunden Gehirnzellen zu unterscheiden. »Die zuverlässige Anfärbung des gesamten Tumors könnte dem Neurochirurgen die Arbeit bei der Operation erleichtern«, so Dr. Jestaedt, die für ihre Studie jetzt von der Deutschen Gesellschaft für Neuroradiologie mit dem Marc-Dünzl-Preis ausgezeichnet wurde. Er ist projektgebunden mit 3.000 Euro dotiert.

Neue Therapien im Tierversuch genau verfolgen

Bisher ist GfM nur für den experimentellen Gebrauch zugelassen: Wissenschaftler können damit den Verlauf neuer Therapien im Tiermodell genauer verfolgen als mit anderen Kontrastmitteln – eine Voraussetzung, um sie stetig zu verbessern. Bevor ein Einsatz des Kontrastmittels bei Patienten möglich ist, müssen allerdings noch zahlreiche weitere Untersuchungen durchgeführt werden.

Weitere Informationen über die Abteilung für Neuroradiologie im Internet:

http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/Neuroradiologie.106685.0.html

Ansprechpartnerin:
Dr. Leonie Jestaedt
Abteilung für Neuroradiologie
Neurologische Universitätsklinik Heidelberg
Tel.: 06221 / 56 75 66 (Sekr.)
E-Mail: Leonie.Jestaedt@med.uni-heidelberg.de

Ein neues Bildgebungsverfahren für die Tumordiagnostik und -behandlung entwickeln Bochumer Forscher am Lehrstuhl für Medizintechnik: Erstmals kombinieren sie Mikrobläschen und Goldnanopartikel zu einem Kontrastmittel, das nicht nur den Ort eines Tumors anzeigt, sondern auch seine Struktur. Zu Beginn des Jahres 2010 fiel der Startschuss für das Kooperationsvorhaben »ForSaTum«. Ziel ist, neue Konzepte zur Tumorbehandlung zu entwickeln und beschleunigt umzusetzen. Bochumer Forscher um Prof. Dr. Georg Schmitz sind als Kooperationspartner an dem Projekt beteiligt. Sie erhalten 1,2 Millionen Euro für drei Jahre.

Nachweis tumorspezifischer Kontrastmittel
»Wir entwickeln in unserem Teilprojekt ein Abbildungssystem, das die beiden Verfahren mit Mikrobläschen und Goldnanopartikeln integriert und quantitative Messungen ermöglicht«, so Prof. Schmitz. »Dabei entstehen Bildgebungsverfahren, mit denen wir möglichst geringe Mengen dieser tumorspezifischen Kontrastmittel nachweisen können.« Die mikrometergroßen Gasbläschen werden durch Hüllen stabilisiert, auf denen Moleküle angebracht sind, die sich im Tumorgewebe binden. Akustische Verfahren in der Ultraschallbildgebung machen dieses Kontrastmittel dann sichtbar.

Akustische und photoakustische Verfahren

Das Nachweisverfahren ist so hochgenau, dass es selbst einzelne Mikrobläschen anzeigt. Da der Einsatz auf das Gefäßsystem beschränkt ist, untersuchen die Bochumer Forscher auch photoakustische Verfahren. Hierbei verwenden sie als Kontrastmittel beispielsweise Goldnanopartikel, die tiefer ins Gewebe eindringen und über entsprechende Beschichtungen tumorspezifisch binden. Sie werden mit einem Laserpuls zur Schallemission angeregt. Die im Ultraschallbild dargestellten Echos sollen in Zukunft Auskunft über die physiologischen Vorgänge im Tumorgewebe geben.

Erforschung nicht-invasiver Bildgebung
»Viele onkologische Diagnose- und Therapieansätze scheitern an hohen Entwicklungskosten und mangelnder klinischer Effizienz«, erklärt Prof. Fabian Kiessling, Lehrstuhl für Experimentelle Molekulare Bildgebung an der RWTH Aachen und Leiter des Konsortiums ForSaTum. »Nicht-invasive Bildgebung ermöglicht die Erhebung physiologischer und molekularer Informationen, die die Aussagekraft präklinischer Studien erhöhen und die Zahl klinisch scheiternder Behandlungsansätze vermindern kann. Zudem senkt sie deutlich die Entwicklungskosten«, so Prof. Kiessling weiter.

Kooperation mit RWTH Aachen und Industriepartnern

Das Verbundprojekt »Forschungssatellit für eine beschleunigte Umsetzung neuer Tumorbehandlungskonzepte«, kurz ForSaTum, wird als ein Sieger des Wettbewerbs HighTech.NRW vom Ministerium für Innovation, Wissenschaft, Forschung und Technologie des Landes NRW in einer dreijährigen Laufzeit mit 7,6 Millionen Euro gefördert – mit Mitteln des EU-NRW Ziel 2-Programms »Regionale Wettbewerbsfähigkeit und Beschäftigung 2007 – 2013″ (EFRE). Zusätzlich bringen die beteiligten Projektpartner 3,6 Millionen Euro auf. Dem Bochumer Lehrstuhl für Medizintechnik stehen 1,2 Millionen Euro zur Durchführung des Projektes zur Verfügung. Neben den Forschungseinrichtungen der Ruhr-Universität Bochum und RWTH Aachen sind Industriepartner aus ganz NRW wie Philips, AplaGen, PharmedArtis, Kairos, ITZ Medicom, Digital Medics, invivoContrast und das Aachener Kompetenzzentrum Medizintechnik (AKM) beteiligt.

Weitere Informationen:
Prof. Dr.-Ing. Georg Schmitz, Lehrstuhl für Medizintechnik der RUB, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, Tel. 0234/32 27573
E-Mail: georg.schmitz@rub.de