Radioaktive Moleküle töten neuroendokrine Tumoren
Medizinphysiker optimieren Therapie mithilfe mathematischer Modelle der Wirkung eines Therapeutikums.
Die individuelle Therapie von Patienten mit neuroendokrinen Tumoren durch eine optimierte Behandlungsplanung zu verbessern, ist das Ziel eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit 433.000 Euro geförderten Projekts. Medizinphysiker aus Mannheim und Ulm entwickeln mathematische Modelle, mit denen sie simulieren, wie sich ein Therapeutikum im Körper eines Patienten verhält. Als Basis dienen beim Patienten individuell erhobene physiologische Daten. Anhand der Simulation lässt sich dann die für diesen Patienten optimale Applikation des Therapeutikums ermitteln.
Neuroendokrine Tumore sind eine Gruppe seltener Tumore, die sich aus Zellen des endokrinen Systems, also des Hormonsystems, entwickeln. Eine wirkungsvolle Behandlung dieser Tumore ist die Peptid-Rezeptor-Radionuklid-Therapie. Dabei kommen radioaktiv markierte Substanzen (Peptide) zum Einsatz, die spezifisch an Strukturen an der Oberfläche der Tumorzellen andocken. Durch die an sie gekoppelte Strahlung zerstören die Peptide die Zellen, an die sie binden. Da die Zellen neuroendokriner Tumore eine hohe Dichte an Rezeptoren für das körpereigene Hormon Somatostatin aufweisen, dient dieser Rezeptor als Ziel-Struktur der Therapie. Die Mediziner setzen daher als Therapeutikum synthetisch hergestellte, radioaktiv markierte Peptide ein, die eine ähnliche Molekülstruktur wie das Hormon Somatostatin haben, so genannte Somatostatin-Analoga.
Somatostatin-Rezeptoren befinden sich jedoch auch auf manchen gesunden Zellen. Und zwar individuell in unterschiedlichem Ausmaß. Wenn sich markierte Somatostatin-Analoga dort anheften, schädigen sie auch diese Zellen, was zu unerwünschten Nebenwirkungen führt. Da sich außerdem der Stoffwechsel individuell unterscheidet, verteilt sich das Therapeutikum im Körper eines jeden Patienten anders. Daher ist es wichtig, die Therapie sorgfältig individuell zu planen.
Ziel der auf den einzelnen Patienten abgestimmten Therapieplanung ist es, eine möglichst wirksame Tumordosis zu verabreichen, gleichzeitig aber gesunde Zellen so wenig wie möglich zu schädigen. Dafür muss die individuelle Biokinetik ermittelt werden, indem die Verteilung der radioaktiven Substanz in den Organen zu verschiedenen Zeitpunkten bestimmt wird. Die Nieren limitieren dabei die Höhe der Dosis: Auch sie tragen Somatostatin-Rezeptoren und nehmen einen Teil der Aktivität unspezifisch auf. Entscheidend ist daher vor allem, wie stark sich die Radioaktivität im Tumor im Verhältnis zur Niere anreichert.
In die mathematischen Modelle, gehen verschiedene Parameter ein, die Einfluss auf die Bioverteilung der Somatostatin-Analoga nehmen. Neben Körpergröße und Gewicht sind dies physiologisch messbare Größen wie etwa altersabhängige Veränderungen der Nierenfunktion oder die individuelle Metabolisierungskapazität. „Richtig spannend wird es, wenn wir im Modell systematisch simulieren können, wie sich die Veränderung bestimmter äußerer Einflüsse auf die Verteilung der Substanz im Körper auswirkt. Denn auf Basis dieser Informationen können die Mediziner gezielt auf eine bessere Bioverteilung der Substanz beim einzelnen Patienten hinwirken“, so Gerhard Glatting von der Universitätsmedizin Mannheim.
UMM / RK
