Wie funktioniert die
photodynamische Therapie?
Die photodynamische Therapie (PDT) nutzt natürliche Farbstoffe und Licht, um Krebszellen auf schonende Weise zu zerstören. Die Farbstoffe werden „Photosensitizer“ oder „Photosensibilatoren“ (PS) genannt, da sie in die Krebszellen aufgenommen werden und diese empfindlich für Licht bestimmter Wellenlängen machen.
Die Photodynamische Therapie hat mit knapp 100 Jahren eine lange Geschichte und wird seit längerem erfolgreich zur Behandlung unterschiedlicher Tumore eingesetzt. Dabei sind insbesondere oberflächliche gelegene Tumore in Haut, Lunge, Darm und Harnblase dem eingestrahlten Licht gut zugänglich. Aber auch Tumore in soliden Organen wie der Niere oder der Blase können mit der PDT behandelt werden.
Wie wirkt die
PHOTODYNAMISCHE THERAPIE
AUF KREBS?
Wenn eine Krebszelle, die den Photosensibilisator in sich aufgenommen hat, mit Licht einer bestimmten Wellenlänge bestrahlt wird, löst die Lichtenergie chemische Prozesse aus, die zur Bildung von Sauerstoffverbindungen, insbesondere Sauerstoffradikalen, führt, die für Zellen sehr giftig sind und die Zelle abtöten.
Generell werden Photosensibilatoren zunächst von allen Zellen aufgenommen. Aber die Anreicherung des PS in Tumorzellen ist höher als in normalen Körperzellen, so daß, je nach Art des PS, in Krebszellen 10 – 20mal höhere Konzentrationen erreicht werden können. Entsprechend sterben bei der Bestrahlung mit Licht dann primär Tumorzellen ab, während normale Zellen überleben.
Je nach PS und Behandlungsart kann die PDT auch Blutgefäße im Tumor beschädigen und damit die Blutzufuhr zum Tumor unterbrechen, ohne die der Tumor nicht wachsen kann.
Darüber hinaus löst die PDT eine Immunreaktion gegen die Tumorzellen aus, indem die absterbenden Tumorzellen Tumorantigene freisetzen, die vom Immunsystem erkennt werden – ähnlich wie bei einer Impfung. Über diese Tumorantigene können die Killerzellen des Immunsystems die Tumorzellen im Körper finden und zerstören.
Wie wird die
photodynamische Therapie
durchgeführt?
Die PDT ist ein zweistufiger Prozess. Zunächst wird der Photosensibilisator appliziert. Dies erfolgt meist durch eine intravenöse Infusion, kann aber auch durch eine lokale Injektion in den Tumor oder eine Instillation in einen Hohlraum wie die Blase erfolgen.
Stunden oder Tage später, je nach Anreicherungsverhalten des Photosensibilisators, hat sich der PS in Krebszellen angereichert. Zu diesem Zeitpunkt hat der PS normale Zellen jedoch schon wieder verlassen – durch Stoffwechsel- und/oder Transportprozesse.
Im zweiten Schritt werden die Zellen Licht einer bestimmten, vom PS absorbierten Wellenlänge exponiert, wodurch der PS aktiviert und die Zellen zerstört werden. Auf Grund der selektiven Anreicherung in den Krebszellen wird primär der Tumor zerstört, während normale Gewebe und Zellen geschont werden.
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Vorteile der
photodynamischen
Therapie
Die PDT zerstört primär Tumorzellen und schont normale Zellen und Gewebe.
Außerdem zerstört die PDT Zellen ohne Erhitzung, im Gegensatz zu den weitverbreiteten thermischen Ablationsverfahren wie der Radiofrequenzablation (RF-Ablation) und beim High-Energy Focussed Ultrasound (HiFU). Dadurch wird bei der PDT die Gewebeinfrastruktur aus Fasern und interstitieller Matrix sowie Nerven und Gefäße erhalten. Dies ermöglicht einen Funktionserhalt anatomischer Strukturen: Bei der Behandlung der Blase u.a. den Erhalt der Erektionsfähigkeit des Penis durch Erhalt des neurovaskulären Bündels, eines Gefäß- und Nervengeflechtes auf der Blase, das bei einer HiFU-Behandlung oder der operativen Entfernung der Blase zerstört wird. Auch der Blasenschließmuskel kann bei einer PDT-Behandlung erhalten werden, ggf. auch bei teilweiser Infiltration durch Tumorgewebe.
Auch wird bei der PDT die Narbenbildung minimiert und es werden starke sekundäre Immuneffekte gegen Krebszellen ausgelöst.
Nachteile der
photodynamischen
Therapie
Die PDT kann trotz der selektiven Anreicherung in Tumorzellen auch normal Zellen und Gewebe schädigen und Nebenwirkungen auslösen.
Das Licht kann bei der PDT in den meisten Fällen nur ca. 1 cm tief in solide Gewebe eindringen und nur bis zu dieser Tiefe Zellen zerstören. Bei der Behandlung von soliden Tumoren größerer Ausdehnung müssen viele Lichtquellen – meist Glasfaser-Lichtleiter – im Abstand von 1 cm in den Tumor eingebracht werden, um die gesamte Tumormasse zu illuminieren.
Potentielle
Nebenwirkungen der
photodynamischen
Therapie
Die Schädigung normaler Zellen durch die PDT, obwohl begrenzt, kann zu verbrennungsähnlichen Symptomen, Schwellungen, Schmerzen und Vernarbungen m Behandlungsbereich führen. Weitere potentielle Nebenwirkungen, in Abhängigkeit von der behandelten Körperregion, umfassen:
- Husten
- Schluckbeschwerden
- Magenschmerzen
- Schmerzen beim Atmen
- Kurzatmigkeit
- Hautprobleme wie Rötung, Stechen, Schwellung oder Jucken
Photodynamische Therapie mit Chlorin E6 bei Blasenkrebs
Bei der Behandlung von Blasenkrebs mit photodynamischer Therapie (PDT) wird der Photosensibilisator Chlorin E6 zunächst als Kurzinfusion verabreicht. Diese Substanz verteilt sich über den Blutstrom im ganzen Körper, reichert sich jedoch etwa 20-fach stärker in Tumorgewebe an als in gesunden Zellen.
Nach einer gewissen Wartezeit, in der sich Chlorin E6 selektiv im Tumorgewebe der Blase angereichert hat, erfolgt die Bestrahlung mit rotem Laserlicht. Dabei wird das Laserlicht über dünne Lichtleiter (Glasfasern) in die Blase eingebracht. Dies kann über einen Katheter oder ein flexibles Zystoskop geschehen, mit dem die Blase minimalinvasiv erreicht wird.
Das Laserlicht aktiviert den Photosensibilisator in den Tumorzellen, wodurch toxische Sauerstoffradikale entstehen, die gezielt die Krebszellen zerstören. Gesundes Gewebe bleibt weitgehend verschont, da es weniger oder keinen Photosensibilisator aufgenommen hat.
Diese Methode eignet sich insbesondere für flächige oder lokal fortgeschrittene Tumoren in der Blasenschleimhaut und kann in bestimmten Fällen sogar bei muskelinvasiven Tumoren angewendet werden – vorausgesetzt, die Lichtleiter können ausreichend nah an das Tumorgewebe gebracht werden.
Was ist Chlorin E6 und wie wirkt es?
Chlorin E6 ist ein natürlicher Photosensibilisator, der aus pflanzlichem Material gewonnen wird. Es handelt sich um ein grünes Porphyrin, das sich stark in Tumorgeweben anreichert. Wird das angereicherte Tumorgewebe mit monochromatischem Laserlicht von 665 Nanometern (rotes Licht) bestrahlt, überträgt sich die Lichtenergie auf das Chlorin-E6-Molekül.
Die absorbierte Energie wird anschließend auf Sauerstoffmoleküle in der Zelle übertragen, wobei hochreaktive Sauerstoffradikale entstehen. Diese zerstören lebenswichtige Strukturen der Tumorzelle wie Zellkern, Zellmembran und Mitochondrien, wodurch die Krebszelle gezielt abgetötet wird.
Gesunde Zellen, die kaum oder kein Chlorin E6 enthalten, werden vom Licht nicht geschädigt – das macht diese Therapie so selektiv.
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Andere photodynamische
Therapieverfahren für
Blasenkrebs
Neben Chlorin E6 wurden auch andere Photosensibilisatoren für die PDT bei Blasenkrebs getestet, zum Beispiel 5-Aminolävulinsäure (5-ALA). Diese Substanz kann in die Blase instilliert (eingespült) werden und wird direkt von den Blasenzellen aufgenommen. Sie eignet sich insbesondere für flächige, oberflächliche Tumoren der Harnblasenschleimhaut (z. B. Carcinoma in situ).
Im Gegensatz dazu eignet sich Chlorin E6 durch seine stärkere Tiefenwirkung auch für infiltrative Tumoren, die tiefer in die Blasenwand eingewachsen sind.
Andere PDT-Verfahren wie Tookad, das vor allem bei Prostatakrebs eingesetzt wird, spielen bei der Behandlung von Blasenkrebs keine Rolle, da sie auf einem anderen Wirkmechanismus beruhen und sich nicht ausreichend selektiv im Blasengewebe anreichern.
Für welchen Blasenkrebs-Patienten
ist die Photodynamische Therapie besonders geeignet?
Im Gegensatz zu operativen, chemo- oder strahlentherapeutischen Verfahren stellt die PDT eine deutlich geringere Belastung für den Patienten dar.
Obwohl bisher keine klinischen Studien vorliegen, die aufzeigen, in welchen Fällen von Blasenkrebs eine photodynamische Therapie besonders geeignet ist, läßt sich auf Grund der geringeren Nebenwirkungen der PDT ableiten, daß diese insbesondere zur Behandlung von Blasentumoren geeignet ist, wenn der betroffene Mann Nebenwirkungen wie Impotenz und Inkontinenz vermeiden möchte.
Auch bei Tumoren, die kritische Sturkturen wie den Blasenschließmuskel oder den Blasenboden infiltrieren, sollte eine PDT in Betracht und gegenüber Alternativen wie der IRE oder Elektrochemotherapie (ECT) abgewogen werden.
Auch bei Patienten, die im „schulmedizinischen Sinne“ als „austherapiert“ gelten oder für Patienten, die herkömmlichen Therapien ablehnen, stellt die PDT eine therapeutische Problemlösungsalternative dar.
Andere Krebsarten und Krebsvorstufen, die mit photodynamischer Therapie behandelt werden
Die Food and Drug Administration der USA (FDA) hat die photodynamische Therapie zur Behandlung der folgenden Erkrankungen freigegeben:
- Aktinische Keratose
- Fortgeschrittenes kutanes T-Zell Lymphom
- Barrett Ösophagus
- Basalzellkarzinom der Haut
- Speiseröhrenkrebs
- Nicht kleinzelliger Lungenkrebs
- Plattenepithelkarzinom der Haut (Stadium 0)
Die PDT wird auch eingesetzt, um bei folgenden Krebserkrankungen die Nebenwirkungen zu lindern (palliativ, nicht kurativ)
- Speiseröhrenkrebs, wenn er die Speiseröhre blockiert
- Nicht kleinzelliger Lungenkrebs wenn er die Luftwege blockiert
Mit Chlorin E6 ist danach auch eine Photodynamische Therapie (PDT) möglich (rechter Teil der Abbildung). Drei Stunden nach der Injektion von Ce6 haben die Tumorzellen den Stoff aufgenommen. Durch Bestrahlung mit speziellem Laserlicht wird in den Tumoren eine chemische Reaktion ausgelöst, bei Singulett-Sauerstoff entsteht.
