Einem Forscherteam von der Klinik für Strahlenheilkunde des Universitätsklinikums Freiburg ist es erstmals gelungen, klinisch relevante Verfahren für die Bildgebung von Tumorstammzellen zu entwickeln.
Viele Tumore sind hierarchisch aufgebaut, ähnlich wie normale Gewebe und Organe. Die Spitze der Tumorzellhierarchie bilden Tumorzellen mit Stammzelleigenschaften. Diese Tumorstammzellen sind undifferenziert und besitzen die Fähigkeit zu nahezu unbegrenzter Selbsterneuerung. Solche undifferenzierten Tumorstammzellen treiben neben dem Tumorwachstum auch die lokale Tumorinvasion, die Fernmetastasierung und die Bildung von wiederkehrenden Zweittumoren an.
Aufgrund der hohen Therapieresistenz von Tumorstammzellen werden neue Therapieansätze benötigt, um deren Eliminierung zu ermöglichen. „Die Entwicklung solcher Therapieansätze kann erheblich erleichtert werden, wenn die Tumorstammzellen durch bildgebende Verfahren sichtbar gemacht werden können“, sagt Gabriele Niedermann von der Klinik für Strahlenheilkunde. Für die Bildgebung wie auch zugleich für die Eliminierung der Tumorstammzellen sind Antikörper gegen Zelloberflächenrezeptoren besonders gut geeignet.
Die Arbeitsgruppe um Prof. Niedermann hat in enger Zusammenarbeit mit Nuklearmedizinern des Universitätsklinikums Freiburg Antikörper gegen den bereits gut erforschten Tumorstammzellmarker AC133/CD133 so modifiziert, dass auch Tumore mit geringer Tumorstammzelldichte mittels Positronen-Emissions-Tomographie (PET) nichtinvasiv dargestellt werden können.
„Die PET von Tumorstammzellen könnte klinisch für die Planung und die Verlaufskontrolle von Tumorbestrahlungen, aber auch bei anderen Therapieformen bedeutsam werden“, hofft Prof. Niedermann. Mit den entwickelten Antikörper-Derivaten können sogar Tumorstammzellen in Hirntumoren hochauflösend dargestellt werden. Dies ist möglich, da die normalerweise das Gehirn vor größeren Molekülen wie Antikörpern abschirmende Blut-Hirn-Schranke in aggressiven Hirntumoren durchlässiger ist.
Die Freiburger Forscher haben zudem mit Nahinfrarot-Farbstoffen modifizierte Antikörper entwickelt. Damit können Tumorzellen – inklusive Tumorstammzellen – durch Nahinfrarot-Fluoreszenz-Tomographie sichtbar gemacht werden. Nahinfrarotlicht kann einige Zentimeter Gewebe durchdringen. Das Verfahren ermöglicht daher den nichtinvasiven Nachweis von Tumorzellen in oberflächlichen Tumoren sowie deren Nachweis während Operationen oder endoskopischen Eingriffen. Erleichtert wird auch die Beurteilung der wichtigen Tumorrandgebiete. Darüber hinaus können mithilfe solcher veränderter Antikörper Tumorzellen gezielt und nebenwirkungsarm mittels Nahinfrarotlicht zerstört werden.
(PNAS, 2014; doi: 10.1073/pnas.1314189111)
(Universitätsklinikum Freiburg, 11.03.2014 – AKR)
