Molekulare Bildgebung in der Onkologie

Neue mikrostrukturelle und molekulare Charakteristika maligner Erkrankungen verbessern das Verständnis der Pathogenese und geben Anhaltspunkte für spezifische Diagnostik und Therapie. MRT, PET und (fpV)CT sowie optische Bildgebung (OI) erlauben deren nichtinvasive Visualisierung und Quantifizierung und eröffnen den Zugang für den präklinischen und klinischen Einsatz.

Mikrostrukturell bestehen Tumoren aus Tumorzellen, Blutgefäßen und dem interstitiellen Raum mit Fibroblasten, Entzündungs- und Progenitorzellen. Diese Zellen können nach vorausgegangener Markierung mit MRT und OI in ihrer Organisation beobachtet werden. Tumorzellen selbst können anhand der Überexpression von Rezeptoren mit vektorisierten Kontrastmittels visualisiert werden. Allerdings sind die ausgesprochene Heterogenität der Tumorzellen und die Notwendigkeit der Kontrastmittel-Extravasation oftmals limitierend.

Die indirekte Charakterisierung von Tumoren gelingt über das vaskuläre Kompartiment. Hierbei werden Tumoren anhand des Aufbaus ihres Blutgefäßnetzes mit hochauflösenden Techniken wie MRT, µCT und fpVCT charakterisiert und vitale und nekrotische Areale erkannt.

Der Einsatz von Surrogatmarkern der Durchblutung unterstützt diese morphologische Information und hilft Therapieeffekte frühzeitig zu erkennen. Auch bieten aktivierte Gefäßwandzellen spezifische Charakteristika, welche mittels molekularer Kontrastmittel eine Detektion der Tumoren erlauben.

Durch die molekulare Bildgebung erhält man komplementive Informationen, welche in großer Breite die Untersuchung mikromorphologischer, zellulärer und funktioneller Tumorcharakteristika ermöglichen. Anhand dieser Marker wird es in Zukunft möglich sein Angriffspunkte für Therapien in Tumoren zu erkennen und spezifische antitumorale Therapien effizient zu monitoren.

Lernziele:

- Mikrostruktureller Aufbau von Tumoren

- Angriffspunkte für die molekulare Tumorbildgebung

- Überblick über die Modalitäten

- Perspektiven und mögliche klinische Umsetzung

Korrespondierender Autor: Kiessling F

DKFZ, Medizinische Physik in der Radiologie, INF 280, 69120, Heidelberg

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