PDIS & Nano ICG

 

                                   als Krebs-Nachweis und -Therapie

PDIS: Krebs-Nachweis und Behandlung

Ein hochmodernes Verfahren zur Diagnose und Behandlung von Tumoren ist die sogenannte Photodynamische Infrarot-Spektroskopie (engl. Photodynamic Infrared Spectroscopy). Diese Methode nutzt die Vorteile der Lichttherapie und der Infrarot-Technologie, um zirkulierende Tumorzellen zu entdecken und gezielt zu bekämpfen. PDIS ist ein minimal-invasives Verfahren, das sowohl als Krebs-Nachweis als auch als Therapie völlig schmerzfrei anzuwenden ist. Nebenwirkungen wie bei herkömmlichen Krebsbehandlungen sind bislang nicht bekannt. 

Was sind zirkulierende Tumorzellen?

Zirkulierende Tumorzellen (engl. circulating tumor cells, CTC) sind Zellen, die sich aus einem Tumor lösen und in den Blutstrom gelangen. Tumorzellen können sich im Blut sammeln und von dort aus andere Organe angreifen. Zirkulierende Tumorzellen sind oft die Ursache einer Metastasierung, führen also dazu, dass sich z.B. Darmkrebs, Brustkrebs etc. auch auf andere Organe wie Leber, Lungen, Gehirn oder Knochen ausbreitet. Daher eignen sie sich gut als Hinweis auf eine Tumorerkrankung oder als Krebs-Nachweis

Wenn ein Patient operiert und ein Tumor entfernt wurde - wie kann man das Risiko eines erneuten Auftretens der Tumorzellen im Blut einschätzen? Wie hoch ist das Risiko, dass ein anderes Organ von Krebs befallen wird? Um diese Fragen zu beantworten, müssen die Tumorzellen im Blut kontrolliert werden. Das Vorhandensein von Tumorzellen im Blut stellt die Grundlage für einen eindeutigen Krebs-Nachweis auf biochemischer Ebene dar. Befinden sich keine Tumorzellen im Blut, ist das ein gutes Zeichen, denn dann ist das Risiko für ein Rezidiv oder Metastasen sehr gering. Wenn jedoch Tumorzellen im Blut nachgewiesen werden, kann sofort eine spezifische Behandlung zur Bekämpfung der Krebszellen begonnen werden. Das Problem ist nur: Tumorzellen im Blut (oder auch: "Krebs-Stammzellen" genannt) lassen sich weder durch eine Chemotherapie noch Bestrahlung gezielt bekämpfen. 

Krebs-Nachweis und Behandlung: Bisherige Verfahren

Ein Krebs-Nachweis über Tumorzellen im Blut ist mit den bisherigen Verfahren zwar theoretisch möglich, aber schwierig. Denn erstens werden von einem Patienten in der Regel nur 10 bis 20 Milliliter Blut untersucht und nicht sein gesamtes Blut mit einem Volumen von 5 bis 6 Litern. Ob sich bereits irgendwo im Körper Metastasen gebildet haben, ist damit nicht eindeutig zu klären, ein Krebs-Nachweis somit nicht zweifelsfrei möglich. Zweitens gibt es verschiedene Varianten von zirkulierenden Tumorzellen im Blut, sogenannte Phenotypen oder Subtypen. Ein Subtyp heißt Epithelzellen und ein anderer Mesenchymzellen (oder mesenchymale Zellen). Diese Namen bezeichnen die verschiedenen Stadien von Tumorzellen im Blut, das heißt, dass Epithelzellen zu Mesenchymzellen werden können. Biochemische Untersuchungen im Labor können jedoch nur - im besten Fall - Epithelzellen entdecken, nicht jedoch Mesenchymzellen. So ist jeder Laborbefund mit gewissen Ungenauigkeiten behaftet und als Krebs-Nachweis nur bedingt geeignet. 

Nicht nur beim Krebs-Nachweis, sondern auch bei der Behandlung gibt es Forschungsbedarf. Herkömmliche Behandlungsmethoden zielen darauf ab, Tumorzellen im Blut und in den Organen zu zerstören. Da hierbei auch gesunde Zellen angegriffen werden, kommt es zu teilweise massiven Nebenwirkungen und das Immunsystem wird durch die Behandlung erheblich geschwächt. Um den Krebs zu besiegen, ist ein starkes Immunsystem jedoch von großer Bedeutung. Deshalb suchen Wissenschaftler unablässig nach neuen Verfahren, die ebenso effektiv, aber mit weniger Nebenwirkungen verbunden sind, als die bisherigen Methoden, Tumorzellen im Blut zu bekämpfen. 

Neu: PDIS-Verfahren als Krebs-Nachweis

Jetzt gibt es einen neuen Krebs-Nachweis für zirkulierende Tumorzellen namens Photodynamische Infrarot-Spektroskopie (engl. Photodynamic Infrared Spectroscopy, PDIS). Die Methode wurde an einer Universität in Deutschland entwickelt und wird inzwischen an einigen Kliniken eingesetzt. PDIS ermöglicht es, in Echtzeit zirkulierende Tumorzellen zu entdecken - und zwar sowohl die Epithelzellen als auch die Mesenchymzellen. 

Bei der PDIS-Methode bekommt der Patient einen normalen Venenkatheter gelegt. Über diesen wird ein Photosensibilisator injiziert. Hierbei handelt es sich um nicht-toxische Substanzen wie Indocyaningrün (engl. indocyanine green, ICG), die sich vornehmlich in Krebszellen anreichern und durch das Laserlicht einer bestimmten Wellenlänge aktiviert werden. Auf diese Weise bindet die Substanz sozusagen auf optische Art und Weise zirkulierende Tumorzellen oder Krebszellen. Die Injektion dauert etwa 30 bis 45 Minuten. Photosensibilitasoren wie ICG sind für gesunde Zellen völlig ungefährlich und werden nur aktiviert, wenn sie mit Licht einer bestimmten Wellenlänge in Kontakt kommen.

Unmittelbar nach der Infusion wird über den Katheter ein faseroptischer Laser (Infrarot-Laser) in die Vene eingeführt. Die PDIS-Untersuchung beginnt direkt über der Vene, in die der Katheter eingeführt wurde. Das Screening von 5 bis 6 Liter Blut dauert etwa 20 Minuten. Wenn sich nur eine einzige zirkulierende Tumorzelle im Blut befindet, entdeckt sie das hochsensible Spektroskop und signalisiert das auf dem Monitor. Darüber hinaus liefert die Messung noch weitere wichtige Informationen, zum Beispiel bezüglich der Phosphoreszenz und Fluoreszenz. Beide Eigenschaften sorgen für eine Messgenauigkeit von 95 bis 98 %, womit das Verfahren als hochsensitiv und spezifisch für zirkulierende Tumorzellen einzustufen ist. 

Die Patienten spüren von der Behandlung in der Regel nichts. Die Anwendung von PDIS ist fast immer schmerzfrei und es sind keine Nebenwirkungen wie Rötungen auf der Haut oder Ähnliches bekannt. 

PDIS als Behandlungsmethode

Sobald zirkulierende Tumorzellen identifiziert sind und damit der Krebs-Nachweis erbracht, kann die gezielte Behandlung mit PDIS beginnen. Die Photodynamische Tumortherapie mit Infrarot-Laser setzt am Handgelenk an, um das Blut in den Venen zu erreichen, die direkt unter der Haut liegen. Wenn das Infrarot-Licht auf mit ICG angereicherte zirkulierende Tumorzellen trifft, setzt es dort eine Kette von Reaktionen in Gang, die letztendlich zum Tod der Krebszellen führen: Durch die Absorption von Licht reagiert die Substanz mit dem im Gewebe vorhandenen Sauerstoff. Dieser wandelt sich in sogenannten Singulett-Sauerstoff um, der die Membran und andere Bestandteile der Tumorzellen beschädigt und diese damit zerstört. 

Die Wirkung des Lichts bei der PDIS ist in etwa mit einem Sonnenbrand zu vergleichen, der zirkulierende Tumorzellensozusagen verbrennen lässt und somit das erkrankte Gewebe zerstört. Gesunde Zellen werden durch Photosensibilitasoren nicht beeinträchtigt. 

Durch die Behandlung mit PDIS kann eine starke Lichtempfindlichkeit des ganzen Körpers auftreten, die mehrere Wochen lang anhalten kann. In dieser Zeit müssen die Patienten ihre Haut und Augen mit entsprechender Kleidung und Augenschutz vor direktem Sonnenlicht und grellem Kunstlicht schützen. Darüber hinaus sind keine längerfristigen Nebenwirkungen bekannt.

Bislang wird PDIS vor allem zur Behandlung von allen Krebsarten, außer Leukämie eingesetzt. Möglich ist auch die Anwendung bei kleinzelligen Lungentumoren, Speiseröhrenkrebs und Magenkrebs sowie bei Hirntumoren und Gallengangkrebs. Letzterer ist meist nicht operabel und geht deshalb in der Regel mit einer eher schlechten Prognose einher. PDIS kann hier eine gute Alternative zur aggressiven Chemotherapie darstellen. 

    Für wen ist PDIS geeignet?

    Die PDIS-Methode ist zum einen ein vorbeugendes bzw. diagnostisches Verfahren, das als Krebs-Nachweis dienen kann. Zum anderen kann es als therapeutisches Verfahren bei der Behandlung von Tumorpatienten eingesetzt werden. Es ist deshalb vor allem für Patienten geeignet, die

    - nach einer Operation wissen möchten, wie hoch das Risiko für ein erneutes Wiederauftreten der Krebserkrankung ist
    - einen genau lokalisierten Tumor haben und sich vor einer Metastasierung fürchten
    - ein hohes Risiko für eine Krebserkrankung haben, weil sie genetisch vorbelastet sind
    - in ihrem Körper bereits Metastasen haben und deren Ausbreitung über zirkulierende Tumorzellen kontrollieren möchten

    Grundsätzlich kann das PDIS-Verfahren auch bei Patienten eingesetzt werden, die bereits chirurgisch, mit einer Chemotherapie und/oder Bestrahlung behandelt wurden. In manchen Fällen bietet sich eine kombinierte Behandlung an, bei der mehrere Verfahren (zum Beispiel Operation und PDIS oder Chemotherapie und PDIS) zur Anwendung kommen. 

    Hinweis: Die Photodynamische Therapie kommt im Übrigen nicht nur in der Krebsbehandlung zum Einsatz, sondern kann auch bei der Behandlung von Viruserkrankungen, bakteriellen Infektionen, Borreliose und parasitären Erkrankungen angewendet werden.

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