Live-Überwachung von Krebstherapien

Diffuse optische Spektroskopie (DOS) und diffuse Korrelationsspektroskopie (DCS) sind optische Verfahren, mit denen sich physiologische Veränderungen an Tumoren gut untersuchen lassen. Das EU-geförderte Projekt "Noninvasive monitoring of blood flow and oxygen dynamics as biomarkers in cancer tumours" (MOBODICT) setzte diese Verfahren ein, um an biologischen Geweben in vivo Hämoglobinkonzentration, Sauerstoffversorgung und Durchblutung zu messen.

Die Forscher entwickelten ein berührungsloses System für die experimentelle Analyse des Therapieerfolgs bei Mäusen, denen Tumoren implantiert worden waren. Mit dem System konnten physiologische Veränderungen der Tumoren nach der Behandlung überwacht werden, ohne dass die Tiere zum Zeitpunkt der Untersuchung getötet werden mussten.

Für die Analyse und das Design der optischen Systeme wurde ein Monte-Carlo-Modell zur Simulation des Lichttransports entwickelt, insbesondere für Simulationen sowohl von DCS wie auch Breitband- und zeitaufgelöster DOS für beliebige Geometrien (z.B. aus MRT-Aufnahmen).

Da Angiogenese (verstärkte Bildung von Blutgefäßen in der Tumorumgebung) ein typisches Merkmal maligner Tumoren ist, wurden Behandlungsverfahren entwickelt, die die Angiogenese hemmen und damit das Tumorwachstum unterdrücken. Meist jedoch passen sich die Tumoren nach einem anfänglichen Therapieerfolg an und verstärken daraufhin Angiogenese und Wachstum.

MOBODICT untersuchte mit diesen optischen Verfahren nun am Nierenzellkarzinom bei Mausmodellen den Erfolg anti-angiogener Therapien und wichtige mechanistische Details des Therapieansatzes. Auch wurde untersucht, wann erste Anzeichen einer Therapieresistenz festgestellt werden können. In der letzten Projektphase wurde die Methode auch auf oberflächliche Tumoren im Halsbereich angewendet.