Kontrastmittel im Schweinetest
Neues Nah-Infrarot-Kontrastmittel macht Knochen und Brustkrebs-bedingte Mikroverkalkungen sichtbar
Die Mammographie ist noch immer die Methode der Wahl zur Früherkennung von Brustkrebs. Da sie nicht so selektiv und spezifisch arbeitet, wie es eigentlich wünschenswert wäre, und nicht bei jeder Gewebedichte verlässliche Resultate liefert, wird nach Alternativen gesucht. Die Nah-Infrarot-Fluoreszenz-Mammographie, die mit Strahlen im nahen Infrarotbereich (NIR) statt mit Röntgenstrahlen arbeitet, ist ein vielversprechendes Verfahren - allein es mangelt bisher an effektiven Kontrastmitteln. Ein Team um John V. Frangioni vom Beth Israel Deaconess Medical Center der Harvard Medical School in Boston (USA) hat ein Kontrastmittel entwickelt, das kleinste Kalkablagerungen sichtbar macht, die mit bösartigen Brusttumoren in Zusammenhang stehen. Wie sie jetzt in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, konnten sie anhand von Tests mit Schweinen belegen, dass das neue Kontrastmittel bestimmte Calciumsalze in weichem Gewebe hervorhebt und zudem Knochen abbildet.
Bei der Entstehung von Brustkrebs werden Calciumsalze im Brustgewebe abgelagert. Diese mikroskopischen Kalkablagerungen bestehen hauptsächlich aus Hydroxylapatit, einem Calcium und Phosphat enthaltenden Salz, das auch in Knochen vorkommt.
Als Basis für ihr NIR-Kontrastmittel wählten die Forscher den Osteoporose-Wirkstoff Pamidronat, ein so genanntes Biphosphonat. Diese Substanzklasse, die auch für die Behandlung von Knochenmetastasen bei Brustkrebspatienten eingesetzt wird, bindet bevorzugt an Knochensubstanz. An einen Pamidronat-Abkömmling knüpften sie einen Farbstoff, der Licht im nahen Infrarot absorbiert und auch in diesem Wellenlängenbereich fluoresziert. Lichtteilchen in diesem Spektralbereich dringen besonders gut in lebendes Gewebe ein, ohne es zu schädigen, und lassen sich sehr gut detektieren.
Dank einer vereinfachten, verlässlichen Syntheseroute für einen neuen Pamidronat-Abkömmling, die von Kumar R. Bhushan entwickelt wurde, konnte das amerikanische Team jetzt größere Mengen eines Pam800 genannten Kontrastmittels synthetisieren, die nun auch für Tests an großen Tieren ausreichten. Besonders geeignet für derartige Tests sind Schweine, denn ihre Organe haben in etwa die gleiche Größe wie die von Menschen.
Wie chirurgische Schnitte zunächst bewiesen, zeigt Pam800, intravenös gegeben, die Knochen bei Schweinen sehr sensitiv an. Wurden Hydroxylapatit und andere Calciumsalze in das weiche Gewebe injiziert, markiert das Kontrastmittel selektiv und sensitiv nur die winzigen Hydroxylapatit-Kristalle - und könnte damit selektiv bösartig entartetes Gewebe entlarven. Die Schweinetests demonstrierten, dass mit Hilfe von Echtzeit-NIR-Fluoreszenzbildern sogar bildgestützte Operationen von weichem Gewebe und von Knochen möglich sind.
Originalveröffentlichung: John V. Frangioni et al.; "Synthesis of Conjugatable Bisphosphonates for Molecular Imaging of Large Animals"; Angewandte Chemie 2007, 119, No. 42, 8115-8117.
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