Multiparametrische Detektion der Wirksamkeit der photodynamischen Therapie (PDT) mittels NIRF optischer Bildgebung

Ziele: Photodynamische Therapie (PDT) ist eine vielversprechende Behandlungsmethode von Tumoren. Nach Verabreichung eines Photosensibilisators (PS) kommt es nach Bestrahlung mit Licht zur Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies, welche zur Zerstörung des Tumors führen. Die dabei auftretenden molekularen Effekte sollen in unserer Studie mittels NIRF optischer Bildgebung detektiert werden, um Aussagen über die Wirksamkeit der Therapie zu ermöglichen. Dabei geht es vor allem um die Entstehung apoptotischer Zellen und die Rückbildung der Tumorvaskularisierung. Methode: Zur Apoptosedetektion wurde Annexin V mit dem Fluoreszenzfarbstoff DY-734 gekoppelt und zunächst spektroskopisch und hinsichtlich der Bindungsaffinität an apoptotische CAL-27-Zellen (Zungen-Plattenepithel-Karzinom) charakterisiert. Die selbst designte Sonde wurde dann in vivo CAL-27-tumortragenden Mäusen injiziert, welche 2 Tage und 2 Wochen zuvor nach Injektion des PS Foslip® mit PDT behandelt wurden. Gleichzeitig wurde mit dem kommerziellen Kontrastmittel IRDye® 800CW RGD die Tumorvaskularisierung bis zu 3 Wochen nach PDT detektiert. Ergebnis: Die Sonde (Kopplungseffizienz 50%) zeigte eine Absorption bei 718 nm und eine Emission bei 750 nm. Apoptotische CAL-27-Zellen wiesen eine hochaffine Bindung (KD = 20 nM) der Sonde im Vergleich zu nicht-apoptotischen Zellen auf (17,2% vs. 1,2%), welche an der Zellmembran lokalisiert wurde. In vivo zeigte die Annexin-Sonde 2 Tage nach PDT einen signifikant (p<0,05)höheren Kontrast zwischen Tumor und Muskel im Vergleich zu 2 Wochen nach PDT (2 bis 8h nach Injektion). Ein Rückgang der Vaskularisierung um etwa 24%, bezogen auf vor der Therapie, wurde nach PDT vor allem in den zentralen Tumorbereichen detektiert. Schlussfolgerung: Die Detektion von therapiebedingter Apoptose ist nur mithilfe einer multiparametrischen optischen Bildgebung möglich. Hierbei ist zu verifizieren, ob ein fehlender Nachweis von therapiebedingter Apoptose auf die therapiebedingte Reduktion der Vaskularisierung zurückzuführen ist.

Korrespondierender Autor: Haedicke K

Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie I, Universitätsklinikum Jena, Experimentelle Radiologie, Erlanger Allee 101, 07747 Jena

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Photodynamische Therapie - Apoptose - Annexin - Vaskularisierung