PTB bringt Tumore zum Leuchten

In einem Forschungsprojekt ist es jetzt gelungen, die Anreicherung eines solchen körpereigenen Leuchtstoffes in Krebszellen auszulösen und diese damit zum Leuchten zu bringen. Ein in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt entwickeltes Messverfahren machte auf diese Weise Tumore in Nacktmäusen sichtbar.

Der körpereigene Leuchtstoff Protoporphyrin IX (PpIX), ein Zwischenprodukt bei der Produktion des Blutfarbstoffs Hämoglobin, ist für die Krebsdiagnostik besonders interessant, weil es sich in Tumorgewebe anreichert. Allerdings hat der Stoff im Körper nur eine kurze Lebenszeit. Schnell wandelt das Enzym Ferrochelatase (FECH) ihn in Hämoglobin um, so dass er seine Fluoreszenz verliert.

Die Lösung dieses Problems liegt in der Hemmung der FECH. Kurze RNA-Doppelstränge (siRNA, short interfering RNA) können selektiv das Ablesen von Genen unterbinden. Im Inneren von Zellen kann siRNA auf diese Weise FECH abschalten. Wissenschaftler der Charité und der Freien Universität Berlin haben „Nanofähren“ entwickelt (Folat-PEG kationische Lipoplexe sowie dendritische polyglyceroamine Nanopartikel), die den Transport von Wirkstoffen durch Zellmembranen ins Zellinnere ermöglichen. Mithilfe solcher neuartiger Trägersysteme konnten sie siRNA in Tumorzellen von Nacktmäusen einbringen.

PpIX hat eine Abklingzeit von 16 Nanosekunden; so lange leuchtet der Stoff nach der Anregung durch Bestrahlung, deutlich länger als andere Leuchtstoffe im Gewebe. Durch eine gepulste Anregung der Fluoreszenz und die Verwendung intensivierter Kameras ist eine Unterdrückung des Hintergrundes und die Messung der PpIX-Konzentration möglich. So wird der Tumor auf dem Computermonitor sichtbar. Den Weg von siRNA durch den Körper und in die Zellen zu verfolgen, war bisher schwierig und erforderte verschiedene zeitaufwendige und komplizierte Analyseverfahren. Über den Leuchtstoff PpIX und das Messverfahren der PTB ist dies nun erstmals auf einfache und schnelle Weise möglich.

Literatur: Wan, K., et al.: Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine 2012;8:393-8.