Molekulare in vivo Fluoreszenzbildgebung zur Darstellung von ErbB/Her2- und CCK2-rezeptorpositiven Tumoren im Tiermodell

Die große Herausforderung der molekularen Bildgebung liegt darin, biochemische Vorgänge auf Zellebene sichtbar zu machen. Eine interessante Methode hierfür ist die in vivo Fluoreszenzbildgebung im Nahinfrarotbereich. Aufgrund des günstigen Absorptionsspektrums von Hämoglobin und Wasser im nahinfraro...

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Main Author: Tischer, Nadine
Contributors: Alfke, Heiko (Prof.) (Thesis advisor)
Format: Doctoral Thesis
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2008
Subjects:
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Description
Summary:Die große Herausforderung der molekularen Bildgebung liegt darin, biochemische Vorgänge auf Zellebene sichtbar zu machen. Eine interessante Methode hierfür ist die in vivo Fluoreszenzbildgebung im Nahinfrarotbereich. Aufgrund des günstigen Absorptionsspektrums von Hämoglobin und Wasser im nahinfraroten Bereich kann die Strahlung von Fluoreszenzfarbstoffen, die im nahinfraroten Bereich des Spektrums absorbieren, besonders gut Gewebe durchdringen. In dieser Arbeit wurde mit geeigneten Liganden und dieser Methode versucht, CCK2-, sowie ErbB/Her2-rezeptorpositive Tumore im Tiermodell darzustellen. Als Ligand des CCK2-Rezeptors diente D-Glu1-Minigastrin, ein Peptid, das bereits zur szintigraphischen Bildgebung des CCK2-Rezeptors eingesetzt wird. D-Glu1-Minigastrin konnte erfolgreich an den Fluoreszenzfarbstoff Cy5.5-NHS gebunden werden. In in vitro Bindungsstudien konnte jedoch nicht gezeigt werden, dass dieses Substrat mit ausreichender Affinität und Selektivität an den CCK2-Rezeptor bindet. Vielleicht ist dies erklärbar durch eine unzureichende Stabilität der Substanz in wässrigen Medien, oder aber durch eine Beein¬flussung der Rezeptorbindungsstellen des Peptids durch den lipophilen Fluoreszenzfarbstoff, so dass die Affinität der Substanz zum Rezeptor gestört wird. Auch in in vivo Versuchen kamen die Rezeptoren nicht zur Darstellung, so dass dieser Teil der Arbeit nicht weiter verfolgt wurde. Zur Darstellung des ErbB/Her2-Rezeptors wurden Herceptin®, ein Antikörper der in der Therapie des metastasierten ErbB/Her2-positiven Mammakarzinoms eingesetzt wird, und dessen F(ab’)2- und F(ab’)-Fragmente als Liganden aus¬gewählt. Bei den Fragmenten sollte durch ihr niedrigeres Molekulargewicht eine schnellere Blutclearance und dadurch ein besseres Signalrauschverhältnis erreicht werden. Die Liganden konnten erfolgreich hergestellt, an Cy5.5-NHS gebunden und aufgereinigt werden. In Bindungsstudien konnten IC50-Werte ermittelt werden, die zeigen, dass Herceptin® und seine Fragmente in vitro mit guter Affinität an den ErbB/Her2-Rezeptor binden. Daraufhin wurden konfokale Mikroskopieversuche mit ErbB/Her2-positiven SKOV3-Zellen durchge¬führt. Die Zellen wurden für bis zu 24 h mit jeweils einem von den drei Liganden inkubiert. Im Fall der Antikörperfragmente ließen sich nach 9 h, bei dem kompletten Antikörper nach 24 h deutliche Fluoreszenzsignale im Inneren der Zellen nachweisen, so dass von einer Internalisierung des Rezeptorkomplexes in das Zytoplasma der Zelle ausgegangen werden kann. Nachdem in vitro in der Zellkultur gezeigt werden konnte, dass die CyDye-markierten Antikörper und deren Fragmente mit ausreichender Affinität an die ErbB/Her2-Rezeptoren binden, wurde mittels NIR-fluorescence reflectance imaging die in vivo Bildgebung an Mäusen mit ErbB/Her2-positiven Tumoren erprobt. Die ErbB/Her2-positiven Tumoren ließen sich mit den Rezeptor¬liganden Cy5.5-Herceptin® und Cy5.5-F(ab’) erfolgreich darstellen, im Falle des Cy5.5-F(ab’)2-Fragments hob sich der Tumor nur sehr schlecht vom übrigen Ge¬webe ab. Eine Begründung ist am ehesten in der Pharmakokinetik und dem Verhältnis zwischen Gewebediffusion und Blutclearance der Antikörperfrag¬mente zu finden. Auf Grundlage dieser Ergebnisse sind verschiedene klinische Anwendungen der molekularen Darstellung des ErbB/Her2-Rezeptors vorstellbar. Eine Anwendung in der nichtinvasiven Diagnostik des Her2neu positiven Mamma¬karzinoms ist denkbar. So könnte nichtinvasiv der Rezeptorstatus eines Mammatumors festgestellt werden und beispielsweise die Indikation zu einer neoadjuvanten Therapie mit Herceptin® gestellt werden, sollte sich in Zukunft ein neoadjuvanter Einsatz von Herceptin® als therapeutisch sinnvoll erweisen. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Fluoreszenz¬bildgebung mit Herceptin® und Herceptin®-Fragmenten ist die intraoperative oder laparoskopische Darstellung abdomineller Metastasen von ErbB/Her2neu-positiven Ovarial-, Zervix-, Colon-, und Mammakarzinomen. Intraoperative und endo¬skopische Fluoreszenzbildgebungssysteme existieren bereits.
DOI:10.17192/z2008.0254