MDCK-MRP2 - Dkfz

Forschungsschwerpunkt E
Innovative Krebsdiagnostik und -therapie
[9] Heckl S, Pipkorn R, Waldeck W, Spring H, Jenne J, von der
Lieth CW., Corban-Wilhelm H, Debus J, Braun K. Intracellular Visualization
of Prostate Cancer using Magnetic Resonance Imaging.
Cancer Research, 63 (2003) 4766-4772
[10] Heckl,S., Braun,K., van Kaick,G., Kunze,S., Debus,J., Successful
long-term treatment of multiple metastases from renal cell
carcinoma: combination of stereotactically guided percutaneous
single- dose convergent beam irradiation and surgery,
Nervenarzt, 73 (2002) 967-971
[11] Westphal,G., Berg-Stein,S., Braun,K., Knoch,T.A.,
Dummerling,M., Langowski,J., Debus,J., Friedrich,E., Detection
of NGF-receptors TrkA and p75NTR in human tumor cell lines and
effect of NGF on the growth characteristic of the UT-7/EPO cell
line, J. Exp. Clin. Cancer Res., 21 (2002) 255-267
[12] Westphal,G., Braun,K., Debus,J., Detection and quantification
of the soluble form of the human erythropoietin receptor
(sEpoR) in the growth medium of tumor cell lines and in the
plasma of blood samples, Clin. Exp. Med., 2 (2002) 45-52
[13] Braun,K., Wolber,G., Waldeck,W., Pipkorn,R., Jenne,J.,
Rastert,R., Ehemann,V.*, Eisenmenger,A., Corban-Wilhelm,H.,
Braun,I., Heckl,S., Debus,J., The enhancement of neutron irradiation
of HeLa-S cervix carcinoma cells by cell-nucleus-addressed
deca-p-boronophenylalanine, Eur. J. Med. Chem., 38
(2003) 587-595
[14] Heckl,S., Braun,K., Debus,J., Kunze,S., Cerebral metastasis
after primary renal cell carcinoma, J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry,
74 (2003) 141
[15] Pipkorn R., Braun K., Waldeck W., Koch M., Debus J. Synthesis
and Application of functional Peptides for Therapy of
HPV18 positive Cervix Carcinoma Cells. Biopolymers 71(3): 73;
2003
Neue bildgestützte minimalinvasive
Tumortherapieverfahren
J. Jenne, R. Rastert, G. Divkovic, A. Abdollahi,
S. Hauser, P. Huber
In Zusammenarbeit mit: G. Rademaker, L. Schad (E020, DKFZ), K
Hynynen, F Jolesz (Harvard Medical School, Boston, USA)
R. Riedlinger (TH Karlsruhe)
Therapie mit hochenergetischem fokussiertem
Ultraschall
Die Wirkung von hochenergetischem Ultraschall auf biologisches
Gewebe wird in thermische und nicht thermische,
bzw. mechanische Effekte aufgeteilt, wobei die nicht thermischen
Effekte hauptsächlich von der Kavitation hervorgerufen
werden. Diese beiden grundlegend verschiedenen
Wirkungsweisen des Ultraschalls können in der lokalen
Tumortherapie angewandt werden.
Als besonders erfolgversprechend gilt die Therapie mit
hochenergetischem fokussiertem Ultraschall (HIFU, engl.
High Intensity Focused Ultrasound). Mit ihr ist es möglich
Gewebe nichtinvasiv, zielgenau im Körperinnern thermisch
zu zerstören. Die Präzision ist dabei so hoch, dass die
Grenzschicht zwischen induzierter Koagulationsnekrose und
nicht behandeltem Gewebe nur einige Zellschichten beträgt.
Dieses Verfahren wird daher auch als Ultraschall-Chirurgie
(FUS, engl. Focused Ultrasound Surgery) bezeichnet
[4,5].
Notwendige Voraussetzung einer erfolgreichen Therapie
mit HIFU ist ein effektives Therapiemonitoring, welches
sowohl die Zielvolumendefinition, als auch die Beurteilung
des Therapiefortschrittes und des Behandlungsergebnisses
erlaubt. Hierfür hat sich die Magnetresonanztomographie
(MRT), aufgrund ihrer hohen Temperatursensitivität
und ihrer guten morphologischen Abbildungsqualität als besonders
geeignet erwiesen [6].
Abteilung E050
Klinische Kooperationseinheit Strahlentherapie
Primäres Ziel war die MRT gesteuerte FUS des Mammakarzinoms.
Hierzu wurde eine Behandlungseinheit entwikkelt,
die speziell für die Therapie von Tumoren der Mamma
konzipiert wurde. Das Herzstück der Therapieeinheit bildet
der Therapieapplikator, der auf der Liege des Magnetresonanz-Tomographen
installiert wird. Dieser beinhaltet die
Ultraschallquelle und ein Positioniersystem, welches ein
ferngesteuertes Abscannen des Tumorvolumens ermöglicht.
Während der Ultraschalltherapie liegt die Patientin
auf der MRT-Liege, wobei die betroffene Brust in eine Vertiefung
des US-Applikators vor die positionierbaren
Ultraschallquelle fixiert wird [1].
Nach Umfangreichen Tests an verschiedenen Tiermodellen
wurde mit einer prospektiven Phase I/II Studie zur
Therapie des Mammakarzinoms begonnen. Wir konnten
zeigen, dass eine nicht invasive Behandlung mittels hochenergetischen
fokussierten Ultraschalls unter MRT online
Kontrolle möglich und sicher ist. Neben der effektiven Darstellung
des Temperaturfokus im geplanten Zielgebiet mittels
spezieller thermosensitiver MRT-Sequenzen, war es
möglich die durch die Behandlung induzierte Gewebeveränderungen
darzustellen und so den Behandlungserfolg
zu verfolgen (Abb. 1) [2].
Ein für diese neue Art von Therapie kritischer Faktor ist die
relativ lange Therapiezeit. Ursache hierfür ist, dass der kleine
Ultraschallfokus mit einem Volumen von einigen mm³
zwar eine sehr präzise Destruktion des Gewebe ermöglicht,
sich hieraus bei großen Tumorvolumina aber eine lange
Therapiezeit ergibt. Daher wurden von uns mehrere
Methoden zur Verkürzung der Therapiezeit entwickelt und
getestet. Durch eine geschickt gewählte Applikationsfolge
der einzelnen Ultraschallpulse und durch die Variation der
Schallfeldgeometrie ist es uns gelungen die Therapiezeit
auf die Hälfte zu reduzieren.
Durch ein verbessertes Design der therapeutischen Ultraschallwandler
soll in Zukunft die Therapiezeit weiter verkürzt
werden. Darüber hinaus soll die Flexibilität der Beschallungsanlage
erhöht werden, so dass auch andere Organe
einer FUS-Therapie zugänglich gemacht werden können
[3].
Die Magnet Resonanz-gesteuerte fokussierte Ultraschalltherapie
(MRgFUS: Magnetic Resonance guided Focused
Ultrasound Surgery) ist somit ein bildgestütztes, nichtinvasives
interventionelles Tumortherapie-Verfahren, welches
aufgrund der Therapieplanung in der Zielgenauigkeit der
stereotaktischen Bestrahlung mit ionisierenden Strahlen
gleicht. Klinisch kann sich die MRgFUS zu einer effektiven
und nebenwirkungsarmen Option in der adjuvanten, neoadjuvanten,
palliativen oder auch kurativen Situation beim
Mammakarzinom, Prostatakarzinom, Nierenzellkarzinom, und
bei Tumoren im Gehirn entwickeln.
Zelluläre Mechanismen von therapeutischen
Ultraschallwellen
Wir konnten sowohl in vitro als auch in vivo am Dunning
Prostata Tumor R3327-AT1 auf Copenhagen Ratten und
am Gefäßsystem von Kaninchen zeigen, dass durch Ultraschallwellen
der Gentransfer und die Transfektionsraten von
Plasmid DNA erhöhen werden kann [7]. Klinisch könnte
diese nebenwirkungsarme lokale Transfektionserhöhung
durch Ultraschall bei gentherapeutischen Ansätzen der
Onkologie und cardiovaskulärer Erkrankungen nützlich sein,
die gegenwärtig noch mit erheblichen Problemen bei der
Suche nach geeigneten in vivo Vektoren behaftet sind.
DKFZ 2004: Wissenschaftlicher Ergebnisbericht 2002 - 2003
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