Einsatz von Fluoreszenzverfahren und Nanoskopie zur Krebsfrüherkennung
Bei der Stanzbiopsie, mit der tumorverdächtiges Gewebe untersucht wird, besteht immer das Risiko, das Krebszellen durch das Eindringen der Nadel in gesundes Gewebe verschleppt werden und dort Metastasen bilden. Die weniger riskante minimalinvasive Feinnadelbiopsie (FNA) ist zwar kostengünstiger und liefert schnellere Resultate, ist aber auch mit Nachteilen verbunden. Beispielsweise ist die Probenmenge ist oft zu klein für schlussfähige Ergebnisse. Das Projekt FLUODIAMON entwickelte daher sicherere und effektivere Methoden für die Krebsfrüherkennung. FNA-Methode und Bildaufnahme sowie Auflösung und Spezifität der Bildgebung wurden optimiert, um Tumormarker zu identifizieren und die computergestützte Verarbeitung nach der Validierung zu standardisieren. Entwickelt wurden FNA-Biopsienadeln, die sich im Ultraschall besser darstellen und damit auch genauer positionieren lassen. Eindringtiefe und Beweglichkeit wurden durch neue computergesteuerte Oszillationen und Abschrägen der Nadelspitze verbessert. Die Ergebnisse wurden an Biopsiedaten von mehr als 200 Brustkrebspatienten validiert. Ein ausgereiftes Anti-Seeding-Instrument mit einer speziellen Anti-Seeding-Nadel wurde ebenfalls am Patienten validiert. Zuverlässige Biomarker für die entwickelten Protokolle mit den benötigten spezifischen Eigenschaften für die Bildgebung von Brust- und Prostatakarzinomen sind u.a. Vimentin und Tubulin (Zytoskelettproteine) sowie IGF1R, HER1, HER2 (Membranproteine) und Cyclin A bzw. Cyclin E (Zellzyklus-regulierende Proteine). Deren räumliche Verteilungsmuster wurden an einzelnen, mittels FNA entnommenen Zellen untersucht, um Rückschlüsse auf maligne Tumoren zu ziehen. STED-Mikroskopie (Stimulierte Emissions-Löschung) und MFDi-Methoden (multi-parameter fluorescence detection imaging) wurden für die Untersuchung subzellulärer FNA-Proben weiterentwickelt. Hierfür wurden fotostabile und energiereiche Fluorophoren als Marker eingesetzt und an entsprechende, für die Bildgebung geeignete Proteinbiomarker gekoppelt. Die computergestützte quantitative Analyse und Verifizierung ermöglichte die Identifizierung von sechs diagnostischen, für die Früherkennung geeigneten Klassifikatoren für maligne Tumoren. Über die Forschungsergebnisse wurde in 24 unabhängigen Fachartikeln, Workshops und Seminaren sowie auf der Projektwebseite informiert. Weiterhin wurden 10 spezifische Patente beantragt. Die Ergebnisse des Projekts ebnen nun den Weg für die sicherere, minimalinvasive und patientenfreundlichere Früherkennung und therapeutische Behandlung der meisten Krebsarten. Die Methoden eignen sich auch für die Verlaufskontrolle prämaligner Läsionen oder zur Beurteilung der Progression und des Ansprechens auf eine Therapie.
