Tumordiagnostik

3. Tumordiagnostik
Tumordiagnostik
FOLIE 1 Tomographische bildgebende Verfahren (Tomographie=Schichtaufnahme) (1) MRI
(Magnetic Resonance Imaging, Magnetresonanztomographie) gewinnt die Informationen aus den
magnetischen Eigenschaften der Atomkerne von den Stoffen, die den menschlichen Körper aufbauen.
Es macht das Abtasten vom Inneren des Körpers Schicht nach Schicht, und die Darstellung der Schichte
auf einem Bildschirm möglich, ohne den Körper Strahlungbelastung auszusetzen. Die
Magnetresonanztomographie basiert auf sehr starken Magnetfeldern sowie elektromagnetischen
Wechselfeldern im Radiofrequenzbereich, mit denen bestimmte Atomkerne (meistens die
Wasserstoffkerne/Protonen) im Körper resonant angeregt werden. Die Methode ermöglicht die
morphologische Untersuchung von Tumoren, am häufigsten wird Ga (Gallium) Isotop verwendet. (2)
Für das Ausarbeiten der CT (Computertomographie) haben Allan M. Cormack und Godfrey Hounsfield
1979 gemeinsam den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin erhalten. Auf den CT-Aufnahmen sieht
man das Untersuchungsobjekt in eingebildeten Abschnitten. Computertomographie ist die
Weiterentwicklung der herkömmlichen Röntgentechnik. Beim herkömmlichen Röntgenverfahren wird
das abzubildende Objekt von einer Röntgenquelle durchleuchtet und auf einem Röntgenfilm abgebildet
(bildgebendes Verfahren). Es entsteht eine Projektion des Volumens auf einer Fläche. Bei dieser
Projektion gehen Informationen, welche die dritte Dimension (Dicke) des durchleuchteten Körpers
betreffen, weitgehend verloren. Die Computertomographie umgeht dieses Problem, indem sie viele
Röntgenbilder des Objekts aus den unterschiedlichsten Richtungen erstellt und nachträglich aus diesen
Abbildungen die nicht erfasste Volumenstruktur rekonstruiert. In der Regel setzen sich diese 3DRekonstruktionen aus Einzelschnitten zusammen, die quer durch das Objekt verlaufen. (3) PET
(Positronen-Emissions-Tomographie) ist eines der modernsten funktionellen bildgebenden Verfahren,
mit ihrer Hilfe können wir dreidimensionale Bilder von einem gegebenen Gebiet des Körpers
bekommen. Im Fall von PET benutzt man Positronen-emittierende Stoffe, welche vom Auβen in den
Blutstrom des untersuchten Patienten eingebracht werden. Damit werden biochemische und
physiologische Funktionen abgebildet (funktionelle Bildgebung). Das Auflösungsvermögen von PET ist
nicht zu hoch. (4) SPECT (Einzelphotonen-Emissions-Tomographie) gehört wie die PET zu den
funktionellen bildgebenden Verfahren: die erzeugten Bilder geben vor allem Aufschluss über
Stoffwechselabläufe im untersuchten Körper. SPECT-Bilder zeigen die Verteilung eines
Radiopharmakons im Körper. Sie eignen sich je nach Art des Radiopharmakons, zur Beurteilung der
Funktion verschiedener Organe. Im Fall von SPECT stammen die zu detektierenden Gamma Photone
direkt aus einer Gamma-Strahlungsquelle (meisstens 99Tc, oder 123I). Das räumliche
Auflösungsvermögen von SPECT ist sehr schlecht, und die benutzten Isotope sind bioinkompatibel (Iod
kommt nur beschränkt im Körper vor, Technezium gar nicht). Trotzdem ist SPECT oft eine Alternative
von PET weil es viel billiger ist. (5) PET/CT: Die mit CT kombinierte PET-Maschine ist heute die
meisst entwickelte Technik der bildgebenden Diagnostik. Die funktionellen Bilder aus PET und die
morphologische Information aus CT können im Fall von den identischen Schnitten aufeinander
projiziert werden. Die PET/CT Hybridtechnik hat revolutionäre Änderungen in die onkologische
Diagnostik eingebracht. Diese ist heute die zuverlässigste Methode für die Erkennung der Erneuerung
von Tumoren.
FOLIE 2 Immunhistochemie (IHC) Immunhistochemische Untersuchungen benutzt man
meisstens für die Detektierung der Antigene von Erregern, oder für die Detektierung von bestimmten
Zellorganellen (zB. Rezeptore, Zelloberflächenantigene). Bei der Krebsdiagnostik hat es eine Rolle bei
der Determinierung von Therapien. HER-2 ist ein Onkogen (tumorbildendes Gen). Wir können die
Überproduktion des Proteinproduktes von diesem Gen im Fall von 20-30% der Brustkrebsfälle sehen.
Das überproduzierte Protein ist in sehr groβer Konzentration auf der Oberfläche von Brustkrebszellen
vorhanden, und verursacht die schnelle Teilung der Zellen. Dies ist wichtig, weil die Tumoren auf die
Medikamente empfindlich sind, welche spezifisch zu dem überproduzierten Protein binden. Das
chemotherapeutische Mittel Herceptin (Tastuzumab) hemmt die Proteinrezeptoren, dadurch auch die
kontinuierliche Zellteilung und der Anwuchs des Tumors. Immunhistochemie wird für die Bestimmung
des HER-2 Zustandes (Quantität des Onkoproteins) im Fall von Brustkrebs benutzt. Das Ergebnis kann
0, +1, +2 und +3 sein. 0 und +1 bedeuten ein negatives, +2 und +3 ein positives Ergebnis. Ein positives
Ergebnis bedeutet, dass der Patient gute Chance hat, auf die Herceptinbehandlung positiv zu reagieren.
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Boldogkői Zsolt©
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FOLIE 3 DNA-Chip (Microarray) Technologie macht die gleichzeitige Untersuchung der
Expression von mehreren tausenden Genen möglich. Die Chiptechnologie ist besonders in der
Tumordiagnostik verbreitet. Das Genexpressionsmuster des Tumors ist typisch für das gegebene Tumor
charakteristisch. Aus den Genexpressionsmustern können wir auch auf den Ablauf der Krankheit
folgern. Bei der personenzentrischen Medizin ist die Erkennung des Tumors vom Patienten sehr
wichtig.
FOLIE 4 miRnome-Analyse
Untersuchung der mikroRNAs mit DNA-Chips oder real-time PCR. Anhand der Forschungsergebnisse
der letzten wenigen Jahren produzieren die Tumoren typische miRNA-Muster. Heute wissen wir noch
nicht, ob die miRNAs eine Rolle als Ursache bei der Tumorentstehung spielen, aber für die
Identifizierung der Tumoren sind sie perfekt geeignet.
FOLIE 5 DNA-Sekvenzierung
Im Jahre 2011 ist die Erscheinung der 3. Generation Sequenzierungstechniken erwartet. Diese
Techniken sind nicht nur für die Bestimmung der Basenreihenfolge geeignet, sondern auch für die
Untersuchung der Genexpression und DNA-Methylierung. Der Ma der Genexpression wird dadurch
bestimmt, wievielmal die gegebene Sequenz sich in den bekommenen Dateien wiederholt. Abhängig von
der Technik, die Kopienzahl der RNA oder der aus der RNA gebildeten cDNA wird bestimmt. Als
Referenz: die Sequenzierung des menschlichen Genoms mit Hilfe eines Sequenators der 1. Generation
würde sogar 1000 Jahre lang dauern, mit einem Sequenator der 2. Generation dauert es 2-3 Wochen,
weil ein Sequenator der 3. Generation kann diese Aufgabe innerhalb von wenigen Minuten machen.
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Boldogkői Zsolt©
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