Radiopharmazeutika: Individualisierte Diagnostik und Therapie

Bösartige Tumore können mit Röntgenstrahlen bekämpft werden - meistens durch Bestrahlung von außen. Nuklearmediziner erreichen dies auch im Inneren des Körpers mit radioaktiv markierten Substanzen, den Radiopharmazeutika. Auch für die Diagnostik bieten sie einen großen Mehrwert, solange ihnen ein spezifisches Ziel zugewiesen werden kann.

03.08.2015

 
Foto: PET-Scanner

Radiopharmazeutika sind Arztneimittel, die Radionuklide enthalten, deren Strahlung sowohl diagnostisch als auch therapeutisch genutzt wird;© panthermedia.net/zlikovec

Das Feld der Bildgebung hat sich in den letzten Jahren stark verändert: Die molekulare Bildgebung ist dabei immer mehr in den Vordergrund getreten. In der Nuklearmedizin werden molekulare Abläufe im Körper sichtbar gemacht, um Krankheitsprozesse frühzeitig zu erkennen und gezielt zu behandeln. Diesen Bereich decken Untersuchungsmethoden wie die Positronen-Emissions-Tomografie (PET) oder die Einzel-Photonen-Emissions-Computertomografie (SPECT) ab. Mit diesen Verfahren kann auch der Tumorstoffwechsel, also das Ansprechen eines Tumors auf eine bestimmte Therapie, früher als mit MRT und CT dargestellt werden.

Beide nuklearmedizinischen Verfahren setzen auf die Darstellung der Funktion einzelner Organe, indem deren Stoffwechsel sichtbar gemacht wird. Hierzu werden sogenannte Radiopharmazeutika in den Körper eingeschleust, die an bestimmte Antikörper, Eiweißverbindungen oder Zuckermoleküle binden.

"Radiopharmazeutika haben zwei Bestandteile", erklärt Prof. Torsten Kuwert, Direktor der Nuklearmedizinischen Klinik am Universitätsklinikum Erlangen. "Der eine ist ein radioaktives Isotop und der andere ein weiteres Molekül, das mit dem radioaktiven Isotop verbunden ist. Dieser bindet an die Zielstrukturen, die zum Beispiel von Tumoren exprimiert werden."

Foto: PET-Aufnahme vor Behandlung

PET/CT-Untersuchung mit dem Radiopharmazeutikum Ga-68-DOTATOC bei einem neuroendokrinen Tumor vor Einsetzen der Therapie; © Prof. Torsten Kuwert/UKE

Ein typisches Beispiel für ein diagnostisches Radiopharmazeutikon ist die Fluor-18-Deoxyglucose. Fluor-18 ist ein radioaktives Isotop des Fluors, das unter Positronen-Emission zerfällt. Diese Strahlung kann mit einem Positronen-Emissions-Tomografen detektiert und die Verteilung im Gewebe dargestellt werden. Der zweite Molekülteil – Deoxyglucose – ist ein Zucker. Über diesen Zuckeranteil wird das Radiopharmazeutikum von den Zellen aufgenommen, die eine vermehrte Glucoseanreicherung aufweisen. Bestimmte Krebsarten haben einen erhöhten Glucosestoffwechsel. Damit lassen sich Ansiedlungen von bösartigen Tumoren detektieren.

Erkranktes oder gesundes Gewebe sichtbar machen

Im Prinzip lässt sich sowohl erkranktes, also auch gesundes Gewebe mit Radiopharmazeutika detektieren. Es gibt zwar radioaktive Substanzen, die gesundes Gewebe sichtbar machen – beispielsweise, wenn man die Ausscheidungsfunktion der Leber oder die Hormonsynthese in der Schilddrüse sichtbar machen will. Allerdings dienen sie nicht primär dazu, gesundes Gewebe und die Körperstruktur zu visualisieren.

Zwischen erkranktem und gesunden Gewebe gibt es außerdem ein Kontinuum: Wenn eine Alzheimererkrankung mit Fluor-18-Deoxyglucose unter Positronen-Emissions-Tomografie diagnostiziert werden soll, dann werden im Gehirn Areale sichtbar gemacht, die schlechter funktionieren und weniger Anreicherungen aufweisen. Wenn dagegen ein Tumor dargestellt wird, erzeugt dieser ein erhöhtes Signal durch eine größere Anreicherung an Radiopharmazeutika.

Foto: PET-Aufnahme nach Behandlung

Partieller Therapierfolg bei einem neuroendokrinen Tumor durch Somatostatin-Radiorezeptortherapie; © Prof. Torsten Kuwert/UKE

Alleskönner Radiopharmazeutika: Von der Diagnostik zur Therapie

Es gibt natürlich auch therapeutische Radiopharmazeutika: "Bei diesen ist es so, dass kürzer reichende Partikelstrahlungen beim radioaktiven Zerfall, beispielsweise Elektronen, emittiert werden. Während bei der Diagnostik möglichst wenig Gewebe geschädigt wird, wird bei der Therapie ein bestimmter Gewebetyp angegriffen und zerstört", erläutert Kuwert weiter.

Personalisierte Ansätze spielen daher in der Entwicklung der Radiopharmazeutika eine immer größere Rolle. "Es ist so, dass bestimmte Formen von Krebs spezifische Zielmoleküle ausbilden, allerdings nicht bei allen Patienten. Nicht jedes Pharmazeutikum, das in einer klinischen Studie eine Wirkung zeigt, wirkt bei allen Patienten gleich gut. Da gibt es verschiedene Möglichkeiten, Radiopharmazeutika zu verwenden, um das Ansprechen zu kontrollieren und vorherzusagen. Der eleganteste Fall ist natürlich, dass man direkt die Zielstruktur, die auch bei der Therapie angesteuert wird, zur diagnostischen Darstellung mit einem Radiopharmazeutikum nutzt. Denn wenn ein Tumor diese Zielstruktur nicht hat, dann ist natürlich auch die Therapie nicht erfolgreich. Die Entwicklung auf diesem Feld ist momentan sehr intensiv und wird teilweise bereits in der Praxis umgesetzt."

Wirksamkeit bei Prostatakarzinomen bestätigt

Erst kürzlich gab es einen Durchbruch bei der Diagnose und Therapie von Prostatakarzinomen. Am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg wurde ein Radiopharmazeutikon entwickelt, das sowohl die Diagnostik von Tumoren und ihren Absiedlungen im Körper als auch eine Therapie zulässt.

Kuwert bestätigt: "Das ist ein schönes Beispiel für die individualisierte Medizin: Man kann mit dem diagnostischen Radiopharmazeutikon nachweisen, dass ein bestimmtes Prostatakarzinom in ausreichend hoher Dichte das Prostata-Spezifische-Membran-Antigen (PSMA) aufweist, und dann kann man letztlich dieselbe Molekülstruktur mit einem therapeutischen Radionuklid wie Lutetium-177 verknüpfen und damit diesen Tumor auch behandeln."

Das immer breiter werdende Spektrum an wirksamen Radiopharmazeutika-Therapien, die über das gleiche Molekül gesteuert werden, bietet ein großes Potenzial und wird daher auch in Zukunft die Forschung weiter beschäftigen.
Foto: Melanie Günther; Copyright: B. Frommann

©B. Frommann

Melanie Günther
MEDICA.de