Charakterisierung der Photosensibilisatoren Hypericin und 5-Aminolävulinsäure für die Visualisierung von Medulloblastomen

Medulloblastome sind die häufigsten malignen Tumoren im Kindes- und Jugendalter. Die Therapie besteht aus Resektion, Radiatio und Chemotherapie. Um das Verbleiben eines Resttumors bei Resektion zu verhindern, ist eine genaue intraoperative Tumoridentifizierung und -lokalisation erforderlich, um so die notwendige Radikalität des operativen Eingriffes zu verbessern. Die fluoreszenzbasierte Visualisierung von Tumorgewebe ermöglicht unter Verwendung eines geeigneten Fluoreszenzmarkers Tumorgewebe von normalem Gewebe zu differenzieren. Dadurch wird eine vollständige Tumorresektion ermöglicht. Diese Methode stellt somit eine vielversprechende Ergänzung der operativen Therapie dar. Hypericin ist ein natürlich vorkommender Fluoreszenzmarker und Photosensibilisator aus dem Johanniskraut, der in den vergangenen Jahren in der onkologischen Forschung, Diagnostik und Therapie zunehmend an Relevanz gewonnen hat. In vitro konnten ausgezeichnete photosensibilisierende Eigenschaften von Hypericin bei Glioblastomzelllinien nachgewiesen werden. Die antineoplastischen Eigenschaften durch Inhibition der Proteinkinase C, Inhibition der Tyrosinkinase und Induktion von Apoptose und Nekrose sind ebenso erwähnenswert und machen Hypericin auch für neuroonkologische Therapieansätze interessant. Der Fluoreszenzmarker 5-Aminolävulinsäure (5-ALA) wird heutzutage ebenfalls in mehreren klinischen Fachbereichen zur Forschung, Diagnostik und Therapie eingesetzt. Erste Erfolge wurden auch bereits in der Neurochirurgie erzielt. Die 5-ALA fluoreszenzbasierte Resektion von Glioblastomen hat die Prognose dieser Patientengruppe signifikant verbessert. Die Anwendbarkeit von Hypericin und 5-ALA zur Visualisierung von Medulloblastomen in vitro wurde in dieser Arbeit unter Anwendung qualitativer (Fluoreszenzmikroskopie) und quantitativer Messverfahren (Durchflusszytometrie/FACS-Analyse) an drei Medulloblastomzelllinien untersucht. Die beiden Messverfahren Fluoreszenzmikroskopie und FACS-Analyse wurden anhand von mathematischen Modellen verglichen. Des Weiteren wurde der Aufnahmemechanismus von Hypericin in die Medulloblastomzelle untersucht. Durch die in vitro Versuche konnte gezeigt werden, dass 5-ALA kein geeigneter Marker für die intraoperative Visualisierung von Medulloblastomzellen ist, da nur ein geringer Anstieg der Fluoreszenzintensität mittels Fluoreszenzmikroskopie und FACS-Analyse detektiert werden konnte. Bei Hypericin zeigte sich bei jeder der drei untersuchten Medulloblastomzelllinien eine konzentrations- und zeitabhängige intrazelluläre Hypericinaufnahme durch einen aktiven Transportmechanismus. Es konnte bewiesen werden, dass bereits mittels sehr geringer Hypericindosen (im Mikromolarbereich) und kurzen Inkubationszeiten eine starke Zunahme der Fluoreszenzintensität bei Medulloblastomzellen erreicht wird. Des Weiteren konnte mit Hilfe von mathematischen Modelle gezeigt werden, dass sich sowohl die Fluoreszenzmikroskopie als auch die FACS-Analyse zur Fluoreszenzintensitätsbestimmung eignen. Letztlich konnte über einen „warm-kalt“ Versuch nachgewiesen werden, dass es sich bei der Hypericinaufnahme bei Medulloblastomzellen um einen energieabhängigen und somit aktiven Aufnahmetransport handelt. Am ehesten ist von einer Endo- oder Pinozytose auszugehen. Diese überzeugenden in vitro Resultate lassen ein hohes Potential für die intraoperative Visualisierung und die Photodynamische Therapie von Medulloblastomzellen mit Hypericin annehmen. Hypericin könnte die first-line Therapie von Medulloblastomen erweitern und erbringt neue therapeutische Möglichkeiten zur Behandlung von Rezidiven.

Author

• Scheidle, Christian

Identifier

hdl:10900/45639

OAI record oai:identifier

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