Molekulare Bildgebung

„PSMA ist derzeit eine der interessantesten Zielstrukturen.“

Quelle: privat

Die Entdeckung der Röntgenstrahlen zählt zu den bedeutendsten medizinischen Errungenschaften der letzten 150 Jahre. Heute können bildgebende Verfahren, wie etwa die Computer- oder Magnetresonanztomographie, selbst kleine Details des Organismus sichtbar machen. Ergänzt wird diese anatomisch orientierte Bildgebung durch die molekulare Bildgebung. Wie sie funktioniert, und welche neuen Therapieansätze sich daraus ergeben, erklärt Prof. Dr. Winfried Brenner, Direktor der Klinik für Nuklearmedizin an der Berliner Charité.

Wie unterscheidet sich die molekulare Tumorbildgebung von der herkömmlichen?

Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie (MRT) liefern in erster Linie morphologische Informationen: Wie groß ist der Tumor, breitet er sich in umliegenden Strukturen aus, reicht er an den Knochen heran? Die molekulare Bildgebung bildet stattdessen die molekularen Eigenschaften des Tumors ab. Der Vorteil liegt in einer sehr hohen Empfindlichkeit. Mit einer Positronen-Emissionstomographie, kurz PET, können wir sehr kleine Tumoren im Körper sichtbar machen und biologisch charakterisieren.

Wie funktioniert eine solche PET-Untersuchung?

Benötigt wird dafür ein sogenannter Tracer, eine schwach radioaktive Substanz, die den Tumor gezielt aufspürt. Viele Tumoren haben einen erhöhten Zuckerumsatz, deshalb arbeiten wir häufig mit 18F-Fluordesoxyglukose (FDG), einem Molekül, das dem Traubenzucker ähnlich ist und außerdem ein schwach radioaktives kurzlebiges Fluor-Isotop trägt. Der Patient bekommt den Tracer injiziert, der Tracer verteilt sich im Körper und reichert sich dort an, wo der Stoffwechsel besonders aktiv ist. Beim Zerfall des 18F entstehen sogenannte Photonen, die durch eine PET-Kamera registriert werden. Mittlerweile kombiniert man diese Untersuchung meist mit einem CT. Auf diese Weise kann man die anatomische Lage auch kleiner Läsionen sehr gut bestimmen.

Wie schonend ist die PET für den Patienten?

Weil man mit sehr geringen Dosen von Tracer auskommt, ist das Verfahren sehr gut verträglich. Außerdem haben die Tracer, die wir einsetzen, kurze Halbwertzeiten. Beim 18F-FDG sind das 110 min, bei anderen Isotopen noch weniger. Das heißt, nach zwei Stunden ist nur noch die Hälfte, nach vier Stunden ein Viertel der ursprünglichen Aktivität im Körper vorhanden. Die Strahlenbelastung für den Patienten ist sogar deutlich geringer als bei einem Kontrastmittel-CT.

Wo wird (18F)-FDG bislang in der Krebsdiagnostik eingesetzt?

Zum Beispiel bei der Bestimmung des Tumorstadiums, zur Überprüfung des Therapieansprechens, zur Ermittlung eines Tumorrezidivs oder zur Therapieplanung. 18F-FDG erkennt allerdings nicht nur Tumoren, sondern auch andere Gewebe mit einem erhöhten Zuckerstoffwechsel, zum Beispiel Entzündungsherde. Allerdings ist 18F-FDG nicht in allen Fällen anwendbar. Das Gehirn hat zum Beispiel einen hohen Zuckerumsatz, was den Nachweis von Hirntumoren mit 18F-FDG quasi unmöglich macht. Beim Prostatakrebs sind dagegen erst die weit fortgeschrittenen Stadien stoffwechselaktiv. Das Gleiche gilt für die neuroendokrinen Tumoren, die meist sehr langsam wachsen.

Gibt es denn mittlerweile spezifischere Imaging-Tracer für die Krebsdiagnostik?

Ja, in der Hirntumordiagnostik verwenden wir zum Beispiel den Aminosäuremarker 18F-Fluoro-Ethyltyrosin, kurz 18F-FET. Dabei geht es meist um die Frage, ob bei der Operation der Tumor komplett entfernt wurde oder ein Rückfall vorliegt. Den Primärtumor sieht man in der MRT, dafür braucht man meist kein PET. Aber bis zu sechs Monate nach der OP ist eine MRT nur eingeschränkt aussagekräftig – eine postoperative Störung der Blut-Hirnschranke bewirkt, dass das Kontrastmittel, das man zum Nachweis von Tumorgewebe einsetzt, ungehindert ins Gehirn gelangen kann. Auch für den Nachweis neuroendokriner Tumoren gibt es inzwischen einen spezifischen Tracer, ein mit 68Gallium (68Ga) markiertes Somatostatin-ähnliches Molekül. Der Tracer erkennt die Somatostatinrezeptoren, die diese Tumoren vermehrt aufweisen. Und für die Diagnostik des Prostatakarzinoms setzen wir mittlerweile 68Ga-markierte Tracer ein, die das PSMA erkennen. PSMA steht für prostataspezifisches Membranantigen. Es stellt derzeit eine der interessantesten Zielstrukturen für neue Ansätze der spezifischen Diagnostik und gezielten Therapie dar.

Das heißt, diese Tracer können auch für die Therapie eingesetzt werden?

Richtig, Theranostics lautet das Stichwort für diese Strategie. Sowohldas Somatostatinanalogon als auch den PSMA-Liganden können wir auch mit dem Betastrahler 177Lutetium (177Lu) markieren und dann für die Therapie einsetzen. Das heißt, wir nutzen die 68Ga-Tracer in der PET-Diagnostik und entscheiden anhand des Untersuchungsergebnisses, ob eine 177Lu-Therapie Sinn macht. Wenn die Antwort positiv ausfällt, dann verabreichen wir die 177Lu-markierte Substanz. Sie bindet gezielt am Tumor, das 177Lu sendet Strahlen aus, die die Tumorzellen zerstören. Da die Reichweite der Strahlung nur wenige Millimeter beträgt, wird das gesunde Gewebe weitgehend geschont. Momentan sind diese Tracer noch nicht zugelassen, Diagnostik und gegebenenfalls die Behandlung erfolgen als Heilversuch bei Patienten, die ansonsten austherapiert sind, also auf andere Behandlungen nicht ansprechen.

Wo liegen die Herausforderungen für die molekulare Bildgebung?

Ich sehe ein großes Problem in der Kostenerstattung. Leider haben die beschriebenen spezifischen Tracer kein Blockbusterpotenzial: Das schreckt die Hersteller ab, die hohen Entwicklungskosten zu investieren, die für eine Arzneimittelzulassung erforderlich sind. Nehmen Sie zum Beispiel die neuroendokrinen Tumoren: In Deutschland erkranken schätzungsweise 800 Menschen jährlich daran neu. Die Tracer auf der Basis eines markierten Somatostatinanalogons sind bis heute nicht als Arzneimittel zugelassen, obwohl diese Art der PET-Untersuchung ebenso wie die Therapie längst in die medizinischen Leitlinien aufgenommen wurde. Ohne Zulassung besteht aber in Deutschland keine Erstattungspflicht. Da ist ein Innovationsstillstand vorprogrammiert. Zumindest für den PET-Tracer 68Ga-PSMA-11 plant das Deutsche Konsortium für Translationale Krebsforschung mittlerweile eine industrieunabhängig finanzierte Phase I/II-Studie, an der sich auch die Charité beteiligen wird. Sie können sich vorstellen, dass die Finanzierung einer solchen Studie kein einfaches Unterfangen ist. Ich hoffe sehr, dass wir damit erfolgreich sind. Denn diese Tracer öffnen uns möglicherweise den Weg zu einer präziseren Diagnostik und einer gezielten Tumortherapie.