Gefahr erkannt, Gefahr gebannt: Optische Methoden ermöglichen bessere Behandlung von Tumorerkrankungen
Je früher ein Krebsherd aufgespürt wird, desto besser ist in der Regel die Krankheit heilbar. Und je mehr man über den Verlauf einer Tumorerkrankung weiß, desto gezielter kann man sie behandeln. Die Optischen Technologien bieten der Medizin hier ganz neue Möglichkeiten.
Unter dem Motto "Licht für die Gesundheit" fördert das Bundesforschungsministerium Projekte, in denen Wissenschaft und Wirtschaft gemeinsam an optischen Lösungen für biologische und medizinische Fragestellungen arbeiten. Auf der Krebsfrüherkennung liegt dabei seit Beginn der Förderinitiative ein besonderer Schwerpunkt.
Besonders wichtig ist es, zu erkennen dass eine Zelle dabei ist, zu einer Tumorzelle zu entarten. Hier setzt das Projekt "TumorVision" an: Es zielt darauf ab, bereits die ersten Veränderungen von Zellen hin zu bösartigen Tumoren im Körper des Patienten zu erkennen. Als Marker für diese neuartige Krebsdiagnostik dienen zwei Moleküle, die in Tumorzellen in besonderem Maße produziert werden und enzymatisch aktiv sind: DNAseX und Transketolase-like 1. Der Nachweis von DNAseX ermöglicht eine allgemeine Krebsfrüherkennung, TKTL-1 dient als Marker zur Klassifizierung der Tumore. Im Verbund "TumorVision" erarbeiten Wissenschaftler und Mediziner der Universitäten München, Aachen, Bielefeld und Regensburg sowie dem Forschungszentrum Borstel gemeinsam mit der Darmstädter R-Biopharm AG und der Tuttlinger Karl Storz GmbH ein fluoreszenz-endoskopisches Verfahren, das diese Marker sichtbar machen soll.
Eine bessere Vorhersage des Krankheitsverlaufes und eine damit verbundene individuelle Therapieempfehlung sind die Ziele des Forschungsverbundes "Exprimage". Dafür sollen bestehende Verfahren der Gewebediagnostik weiterentwickelt und neue Verfahren erforscht werden. Mit Hilfe einer Kombination verschiedener Methoden wie der digitalen Mikroskopie, der automatischen Bildanalyse, der biomolekularen Analyse, der optischen Elastizitätsmessung von Zellen und der Schwingungsspektroskopie werden im Lauf des Vorhabens über 80.000 Präparate untersucht und die Ergebnisse zu einem neuartigen Gesamtbild zusammengefügt. Ein derartiges multimodales Bild eines Tumors kann künftig betreuenden Ärzten eine deutlich genauere Beschreibung des Tumors ermöglichen als dies heute der Fall ist. So können die Mediziner den Verlauf der Krebserkrankung besser abschätzen und den Patienten individuell behandeln. Zur Erreichung dieses ehrgeizigen Zieles haben sich Wissenschaftler der Universitäten Jena und Leipzig mit Medizinern des Universitätsklinikums Hamburg und den Firmen Carl Zeiss MicroImaging GmbH, QIAGEN GmbH und WITec GmbH zusammengeschlossen.
Der Forschungsverbund "LUNA" wiederum erforscht ein neues Kontrastmittel für die Krebs-Früherkennung und erprobt hierzu den Einsatz neuartiger fluoreszierender Nanokristalle in der diagnostischen Bildgebung. Sie sollen sich als selektive Kontrastmittel an bestimmten krankheitsbedingt veränderten Eiweißen im Gewebe anreichern und so deren Nachweis ermöglichen. Im Fokus steht dabei das Zielprotein MUC-1. Dieses glucosehaltige Protein ("Glykoprotein") tritt in vielen menschlichen Gewebearten auf; in Krebsgewebe wird es allerdings in veränderter Struktur produziert, nämlich in einer glucosearmen Variante. Dieser Marker wird in nahezu allen bösartig veränderten Drüsengeweben gefunden, beispielsweise in mehr als 90% aller Brustkrebsfälle. Die Universitäten Hamburg und Osnabrück, das Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie, das Universitätsklinikum Münster sowie die Unternehmen Philips Research Laboratories, Bayer Technology Services und die Hamburger CAN GmbH arbeiten in dem Verbund zusammen.
Die genannten Projekte präsentieren ihre aktuellen Forschungsergebnisse in Vorträgen und im Rahmen einer Ausstellung auf dem Symposium "Photonics meets Life Sciences" vom 22. bis 25.September 2008 in Jena. Die Veranstaltung, die gemeinsam vom Forschungsschwerpunkt Biophotonik und dem Jenaer Institut für Photonische Technologien organisiert wird, zeigt am Beispiel der Biophotonik, wie durch eine sinnvolle interdisziplinäre Vernetzung von Forschungsaktivitäten Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft gleichermaßen profitieren können.
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