Verbesserte Bildgebung zur Überwachung von Krebs
Krebsdiagnostik und Überwachung der Nachbehandlung stellen erhebliche Herausforderungen dar, da man hier häufig auf invasive Verfahren wie etwa Biopsien angewiesen ist. Im Zusammenhang mit Hirntumoren ist das besonders schwierig. Es sind neuartige, weniger invasive Ansätze erforderlich. Das gemeinschaftliche EU-finanzierte Projekt INSERT entwickelte ein multimodales Bildverarbeitungsinstrument, das nicht nur die Krebsdiagnose unterstützt, sondern auch die klinische Stratifizierung von Patienten sowie personalisierte Radio-Chemotherapien ermöglicht. Die Forscher erarbeiteten ein Einzelphotonen-Emissionscomputertomografie-System (Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT), das als Einsatzteil für ein Magnetresonanztomografiegerät (MRT) verwendet werden kann. Dieses Hybridsystem gestattete die gleichzeitige Datenerfassung von Bildern aus den beiden Systemen, womit sowohl anatomische als auch funktionale Informationen über den Tumor bereitgestellt wurden. Nach dem Entwurf und dem Zusammenbau des SPECT-Systems entwickelte das Konsortium zwei Arten von Bildgebungsgerätprototypen, einen für den präklinischen Einsatz und einen für klinische Anwendungen. Die Bildverarbeitungsleistung des multimodalen Systems wurde anhand eines im Lauf des Projekts konzipierten Gliom-Mausmodells validiert. Aus wissenschaftlichem Blickwinkel ermittelten die Forscher Biomarker und bestätigten diese unter Einsatz einer Vielzahl von Methoden in Zell- und Tiermodellen. Es wurden wichtige Biomarker für eine frühzeitige Abschätzung der Reaktion des Glioms auf die Temozolomidbehandlung (TMZ) identifiziert, während translationale, mit der HIF-1a-Aktivität korrelierende Biomarker unter Nutzung bildgebender Verfahren aufgespürt wurden. Man verwendete verschiedene Sonden zum Screenen von Neoangiogenese und HIF-1a-Aktivität, die mit verschiedenen Prozessen korrelierten. Zudem fand das Konsortium heraus, dass die Behandlung mit TMZ die HIF-1a-Aktivität reduziert und dass diese Verminderung dem Zelltod vorausgeht. Interessanterweise stellte die Hemmung von HIF-1a in TMZ-resistenten Zellen die Empfindlichkeit des Glioms gegenüber diesem Arzneimittel wieder her. INSERT hat die Grundlagen für langfristige Innovationen im Bereich der Behandlungsplanung und Überwachung des Ansprechens darauf bei Gliompatienten gelegt. Das integrierte SPECT/MRI-System wird die Erkundung der Tumorbiologie unterstützen sowie maßgebliche Informationen zur Patientenstratifizierung und für personalisierte Behandlungen liefern. Im Endeffekt werden sich diese Ergebnisse in längeres Überleben und verbesserte Lebensqualität für Hirntumorpatienten umsetzen lassen.
Schlüsselbegriffe
Gliom, INSERT, SPECT, MRI, MRT, HIF-1a
