Wie funktioniert die photodynamische Therapie?
Eine Therapie, durch die mit Licht und photosensibilisierenden Substanzen, gezielt krankhaftes Gewebe behandelt werden kann.
Die photodynamische Therapie (PDT) nutzt natürliche Farbstoffe und Licht, um Krebszellen auf schonende Weise zu zerstören. Die Farbstoffe werden „Photosensitizer“ oder „Photosensibilisatoren“ (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 oberflächlich gelegene Tumore in Haut, Lunge, Darm und Harnblase dem eingestrahlten Licht gut zugänglich. Aber auch Tumore in soliden Organen wie der Niere oder der Prostata können mit der PDT behandelt werden.
Wie wirkt die PHOTODYNAMISCHE THERAPIE AUF KREBS?
Durch Licht aktivierte freie Radikale greifen die Krebszellen an und zerstören sie.
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, 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 erkannt werden – ähnlich wie bei einer Impfung. Über diese Tumorantigene können die Killerzellen des Immunsystems die Tumorzellen im Körper finden und zerstören.
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Wie wird die photodynamische Therapie durchgeführt?
Das Licht einer bestimmten Wellenlänge ist der Schlüssel.
Die PDT ist ein zweistufiger Prozess. Zunächst wird der Photosensibilisator appliziert, dies erfolgt meist durch eine intravenöse Infusion.
Drei Stunden nach Gabe des Photosensibilators, 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 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.
Vorteile der photodynamischen Therapie
Das schonende Verfahren der PDT bietet dem Patienten viele Vorteile.
- Die PDT zerstört primär Tumorzellen und schont normale Zellen und Gewebe.
- Außerdem zerstört die PDT Zellen ohne Erhitzung, im Gegensatz zu den weit verbreiteten 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 Prostata u.a. den Erhalt der Erektionsfähigkeit des Penis durch Erhalt des neurovaskulären Bündels, eines Gefäß- und Nervengeflechtes auf der Prostata, das bei einer HiFU-Behandlung oder der operativen Entfernung der Prostata 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.
Potentielle Nebenwirkungen der photodynamischen Therapie
Obwohl die PDT für den Patienten sehr schonend ist, können trotzdem einige Nebenwirkungen auftreten.
Die Schädigung normaler Zellen durch die PDT, obwohl begrenzt, kann zu verbrennungsähnlichen Symptomen, Schwellungen, Schmerzen und Vernarbungen im 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 Prostatakrebs
Chlorin E6, ein photosensibilisierendes Medikament, kommt zum Einsatz um Krebszellen zu markieren.
Bei der PDT der Prostata werden über den Beckenboden – die Dammregion (lateinisch Perineum) mit Hilfe eines Steppers, einem Ultraschalltransducer im Enddarm und einer Lochplatte (Brachytherapygrid) Lichtleiter in regelmäßigen Abständen in die Prostata eingebracht. Die Lichtleiter werden typischerweise im Abstand von 1 cm eingebracht, da das eingestrahlte Laserlicht eine maximale Eindringtiefe von ca. 2 cm hat. Diese Einbringung der Lichtleiter erfolgt entweder fokal in dem Teil der Prostata, wo sich der Prostatakrebs befindet, oder kann auch die ganze Prostata abdecken, wenn der Tumor ausgedehnt ist.
Danach wird der Photosensibilisator Chlorin E6 dem Patienten als Kurzinfusion injiziert. Diese photoaktive Substanz verteilt sich über den Blutstrom im ganzen Körper, reichert sich in Tumorgeweben jedoch 20-fach stärker an, als in gesunden Zellen. Bei der Photodynamischen Therapie mittels Chlorin E6 bei Prostatakrebs werden die Tumorzellen mit monochromatischem, rotem Laserlicht bestrahlt, das zu einem Absterben der Tumorzellen führt.
Was ist Chlorin E6 und wie wirkt es?
Bei der Verwendung von Chlorin E6 bleiben gesunde Zellen weitestgehend unberührt.
Chlorin E6 ist ein Photosensibilisator, der sich speziell in Tumorgewebe anreichert. Das grüne Porphyrin wird aus Pflanzenmaterial hergestellt1. Chlorin E6 reichert sich in Tumorgeweben 20-fach stärker an als in gesunden Zellen. Werden die Tumorzellen darauf hin ( mit monochromatischem Laserlicht der Wellenlänge 665 Nanometer – rotes Licht – )bestrahlt, wird die Energie des Laserlichtes auf das Chlorin E6-Molekül übertragen.
Die absorbierte Energie wird an Sauerstoffmoleküle in der Zelle abgegeben, wodurch Sauerstoffradikale mit hochreaktiven singulären Elektronen entstehen. Diese Sauerstoffradikale sind hoch reaktiv und reagieren mit biologischen Bestandteilen der Tumorzelle wie dem Zellkern, den Mitochondrien und der Zellmembran. Die Tumorzelle verliert dadurch ihre Funktion und Struktur und stirbt ab.
Umgebende, gesunde Zellen, die das Chlorin E6 nicht angereichert haben, bleiben von dem roten Laserlicht weitgehend unbeeinflusst.
Die Substanz wurde bereits erfolgreich in einer klinischen Studie der Phase IIb für die Therapie des zentralen Bronchialkarzinoms getestet. In den vorliegenden Untersuchungen und Erfahrungen im Rahmen von Heilversuchen zeigte Chlorin E6 keine schwerwiegenden Nebenwirkungen.
Andere photodynamische Therapieverfahren bei Prostatakrebs
Das Tookad-Verfahren
Ein anderes photodynamisches Therapieverfahren für Prostatakrebs, das sogenannte Tookad-Verfahren, wird bereits seit einiger Zeit klinisch eingesetzt. Im Gegensatz zum Photosensibilisator Chlorin E6 reichert sich der beim Tookad-Verfahren eingesetzte Photosensibilisator nicht stark selektiv in Tumorzellen an. Die Bestrahlung mit Laserlicht führt bei Tookad primär zu einem Verschluss der Blutgefäße, die den Tumor versorgen. Somit werden bei Tookad-Verfahren nicht einzelne Tumorzellen selektiv zum Absterben gebracht, sondern ein Teil der Prostata vom Blutstrom abgeschnitten.
Schonende Behandlungen bei Prostatakrebs
Für welchen Prostatakrebs-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 Prostatakrebs eine photodynamische Therapie besonders geeignet ist, lässt sich auf Grund der geringeren Nebenwirkungen der PDT ableiten, dass diese insbesondere zur Behandlung von Prostatatumoren geeignet ist, wenn der betroffene Mann Nebenwirkungen wie Impotenz und Inkontinenz vermeiden möchte.
Auch bei Tumoren, die kritische Strukturen 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 herkömmliche Therapien ablehnen, stellt die PDT eine therapeutische Problemlösungsalternative dar.
Andere Krebsarten und Krebsvorstufen, die mit photodynamischer Therapie behandelt werden
Neben der Behandlung von Prostatakrebs kommt die PDT auch bei einer Reihe weiterer Erkrankungen zum Einsatz.
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.
