Metastasendiagnostik - F(FTIR) Spektroskopie: Metastasensuche mit Licht

22. Juni 2013

Der Krebs hat schon gestreut – diese Nachricht ist die größte Furcht vieler Krebspatienten. Besondere kleine und sehr aggressive  Tumore können Zellen über das Lymph- und Blutsystem verteilen, so dass sich weit vom Ursprungsort der Erkrankung in anderen Organen Tochtergeschwulste bilden.

In manchen Fällen finden die Ärzte bei Neuerkrankten zunächst die Metastasen und müssen dann nach dem eigentlichen Krebsherd – dem „Muttertumor“ suchen.  Mit mäßigem Erfolg: Denn nur in 15 Prozent aller Fälle lässt sich der ursprüngliche Entstehungsort sicher identifizieren.

Forscher vom Institut für Photonische Technologien der Universität Jena (IPHT) haben nun ein Verfahren entwickelt, dass die Suche nach Tumoren und damit auch nach Metastasen verbessert.  Dabei wird die Vibrationsspektroskopie in Kombination mit verschiedenen Rechenmodellen eingesetzt.  Mit Hilfe der Vibrationsspektroskopie lässt sich die Aufnahme von infrarotem Licht in den Zellen als eine Art unver-wechselbarer Schwingungs-Fingerabdruck darstellen.  Unterschiedliche Zellarten und Zelltypen können so nicht nur in ihrer morphologischen, sondern auch in ihrer chemischen Struktur und Beschaffenheit beschrieben werden.  Nach Auskunft des Leiters der Jenaer Forschungsgruppe Privatdozent Dr. Christoph Krafft lassen sich z.B. an den Zellen von Metastasen die Moleküle ablesen, die für bestimmte Zellen oder Organe typisch sind. So  wird dann der Rückschluss auf den ursprünglichen Krebsherd möglich. 

In ihrer Studie untersuchten die Wissenschaftler 22 Gehirnmetastasen von Lungen-, Blasen-, Dickdarm-, Prostata- und Brustkrebstumoren.  Die Forscher wählten die Gehirnmetastasen aus, weil diese bei etwa 40 Prozent aller Krebspatienten auftreten und besonders gefährlich sind.  Mit Hilfe der Fourier Transformations Infrarot Spektroskopie konnten die Jenaer Wissenschaftler mehr als 50 Prozent der Metastasen zweifelsfrei identifizieren und zuordnen. Neben der verbesserten diagnostischen Sicherheit gibt es noch einen weiteren Vorteil: Die Untersuchungsergebnisse liegen wesentlich schneller vor als bei den histopathologischen Methoden, wo die Patienten im schlimmsten Fall bis zu zwei Wochen mit der Ungewissheit leben müssen.

Das neue Verfahren erleichtert nach Angaben von Dr. Krafft auch die chirurgische Therapie. Häufig ist es schwierig, den Tumorrand eindeutig zu identifizieren. So wurde häufig auch gesundes Gewebe entfernt, was gerade bei Hirntumoren gravierende Funktionseinschränkungen nach sich ziehen kann. "Unsere Technik unterstützt Pathologen dabei den Rand genauer einzugrenzen, so dass der Chirurg möglichst wenig gesundes Gewebe herausschneidet", so Krafft. (akk)

Literatur: N. Bergner et al. :  Tumor margin identification and prediction of the primary tumor from brain metastases using FTIR imaging and support vector machines. DOI: 10.1039/C3AN00326D; 2013