Die Krebsdetektive – Metastasen mit Licht aufspüren

Metastasen sind der wahre Schrecken bei Krebserkrankungen. Schon von kleinen Tumoren können sich Zellen ablösen, die sich über das Lymph- oder Blutsystem im Körper verteilen und zusätzliche Organe befallen.

Bei vielen Neupatienten finden Ärzte zunächst nur die Metastasen und müssen für die optimale Therapie nach dem ursprünglichen Krebsherd suchen. Mit Standardtechnologien lässt sich der ursprünglich betroffene Körperteil zurzeit nur in etwa 15% der Fälle identifizieren. Das liegt vor allem daran, dass das eigentliche Karzinom erst wenige Zentimeter groß ist.

Wissenschaftler vom Institut für Photonische Technologien (IPHT) aus Jena haben gemeinsam mit Medizinern eine Technologie erforscht, mit der die Spurensuche nach Tumoren erfolgreicher werden könnte. Die Gruppe um Christoph Krafft nutzt dazu Vibrationsspektroskopie mit infrarotem Licht in Kombination mit verschiedenen Rechenmodellen. Anders als die histopathologische Bewertung von angefärbten Gewebeschnitten bietet ihr Verfahren neben der morphologischen auch Informationen zur chemischen Struktur der untersuchten Zellen. So können die Forscher an Zellen der Metastase organ- und zellspezifische Moleküle ablesen, die auf den Krebsherd schließen lassen.

In ihrer Untersuchung sammelten die Wissenschaftler Krebsgewebe von 22 Gehirnmetastasen, die von Lungen-, Blasen-, Dickdarm-, Prostata und Brustkarzinomen stammten. „Wir konzentrieren uns auf Gehirnmetastasen, da sie besonders gefährlich sind und sich bei bis zu 40 Prozent aller Krebspatienten entwickeln“, sagt Dr. Christoph Krafft. Er und sein Team erreichen mit dem Fourier Transformation Infrarot (FTIR) Spektroskopie genannten Verfahren Trefferquoten von mehr als 50%. Wenn das Kriterium angewendet wird, das die häufigste Zuordnung den Ursprungstumor bestimmt, werden alle Proben korrekt klassifiziert. Neben der besseren Trefferquote ist das FTIR-Verfahren auch schneller als die konventionellen Screening Methoden, die im schlimmsten Fall zwei Wochen benötigen – eine lange Zeit der Ungewissheit für einen Patienten.

Ein weiterer Vorteil den das Verfahren der Jenaer mit sich bringt, ist das die Therapie, also das Entfernen der Tumoren, erleichtert wird. Bisher ist es ein großes Problem für den Operateur die Tumorbegrenzung eindeutig zu identifizieren. „Unsere Technik unterstützt Pathologen dabei den Rand genauer einzugrenzen, so dass der Chirurg möglichst wenig gesundes Gewebe herausschneidet“, so Krafft. Gerade im Gehirn mit seiner hohen Funktionsdichte ist jeder zu viel entfernte Millimeter entscheidend. Die Forschung ist Teil eines Programms, zu dem auch die Charakterisierung von Blut zirkulierenden Tumorzellen und die Entwicklung von faseroptischen Sonden für die Raman-Spektroskopie gehört.

Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher im renommierten Journal „Analyst“. Sie sind noch bis zum 17. Mai kostenlos unter folgendem Link einzusehen: http://dx.doi.org/10.1039/c3an00326d

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Christoph Krafft
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