Die Kernenergie wurde bereits im 19. Jahrhundert von den Wissenschaftlern entdeckt. Sie stießen auf merkwürdige Elemente, die unsichtbare Strahlenenergie abgeben. Hierbei handelte es sich um Radium und Uran. Die Energie, die abgesandt wurde, wurde Strahlung genannt.

Die Kraft der Strahlung, Haut zu verbrennen, brachte die Wissenschaftler auf die Idee, diese in der Krebsmedizin anzuwenden, um Krebs zu bekämpfen. Die Vorteile waren offensichtlich, aber es würde Jahrzehnte dauern, bis die Wissenschaftler verstehen würden, wie man die Energie sicher aus dem Kern dieser besonderen Atome nutzen kann.

Heute wird eine andere Form der nuklearen Medizin stark erforscht, und sie ähnelt in nichts der Strahlentherapie der Vergangenheit, nämlich die gezielte Radioligandentherapie. Hierbei wird die Kraft radioaktiver Atome genutzt und ist darauf ausgelegt, sie direkt zu Krebszellen im gesamten Körper zu transportieren. Diese Form der nuklearen Medizin könnte das Potenzial besitzen, eine grundlegende Säule der Krebstherapie zu werden.

Heutzutage erhalten mehr als die Hälfte aller Krebspatienten im Verlauf ihrer Therapie irgendeine Form von Strahlung. Eine vertraute Behandlungsmethode umfasst fokussierte Strahlen, die gezielt „Spot“-Behandlungen bieten, in der Regel für Erkrankungen, die sich nicht weit ausgebreitet haben.

Die gezielte Radioligandentherapie erkundet diese Fähigkeit, die Strahlung zu fokussieren. Sie wird in den Blutkreislauf injiziert, wo sie darauf ausgelegt ist, Krebszellen im gesamten Körper zu erreichen und radioaktive Energie freizusetzen, um Tumorzellen abzutöten.

Gezielte Radioligandentherapie

Wissenschaftler begannen, Strahlung für die Medizin in der Mitte des 20. Jahrhunderts zu nutzen, als sie lernten, Strahlenbündel zu fokussieren, um Krebsstellen zu behandeln. Computer-gesteuerte Therapien verbesserten die Präzision und reduzierten Schäden an gesunder Haut und Gewebe in der Nähe.

Diese alternative Form der nuklearen Medizin, die gezielte Radioligandentherapie, hat das Potenzial, die Strahlung präzise zu den Tumorzellen im gesamten Körper zu transportieren.

Diese unkonventionelle Medizin besteht aus zwei Hauptkomponenten:

  • einem radioaktiven Atom
  • einem tumorspezifischen Molekül.

Das tumorspezifische Molekül ähnelt einem Puzzleteil, das zu komplementären molekularen Puzzleteilen auf der Oberfläche von Krebszellen passt. Diese Oberflächenmoleküle sind bereit und warten auf ankommende Teile, die passen. Wenn die Medizin sich nähert, fügen sich die beiden Teile zusammen. Die chemischen Puzzleteile passen selten zu Oberflächenmolekülen auf gesunden Zellen, daher passiert die Medizin die meisten von ihnen.

Derzeit gibt es nur für einige Krebsarten passende Puzzleteile, daher ist die Palette der zugelassenen und experimentellen Radioligandentherapien begrenzt.

Das Hauptziel der Radioligandentherapie besteht demnach darin, die Auswirkungen auf das umgebende Gewebe zu minimieren, indem die Strahlung präzise auf den Tumorort gerichtet wird.

Die Radioligandentherapie könnte in Zukunft auch in Kombination mit herkömmlichen Behandlungsmethoden gegen den Krebs, wie der Chemotherapie, Operationen etc. eingesetzt werden und somit höhere Erfolgsraten erzielen. Im besten Fall kann durch diese Kombinationstherapie das Leben der Patient/innen verlängert und ihre Lebensqualität verbessert werden.

Nutzung der Kernenergie

Das radioaktive Atom, das im Zentrum der gezielten Radioligandentherapie steht, ist in Wirklichkeit einfach ein Atom, das Energie abgibt. Die für diese Medizin ausgewählten Atome haben spezifische Eigenschaften, die medizinischen Wert haben.

Diese Atome haben beispielsweise die Fähigkeit, Krebszellen zu zerstören. Die zerstörerische Energie, die von radioaktiven Atomen abgegeben wird, ist primitiv, ein wenig wie das Werfen von Steinen auf die lebenswichtige Maschinerie einer Tumorzelle und das Verursachen ihres Zusammenbruchs. Diese zerstörerische Energie ist darauf ausgelegt, nicht mehr als wenige Millimeter vom Atom entfernt zu reisen, damit der Schaden relativ gezielt auf Tumorzellen bleiben kann.

Nachdem sie in den Blutkreislauf injiziert wurde, transportiert die gezielte Radioligandentherapie einzelne radioaktive Atome durch den Körper. Wenn viele radioaktive Atome einen Tumor umhüllen, haben sie gemeinsam die Kraft, tatsächlich erheblichen Schaden anzurichten.

Die nukleare Medizin hat auch einen diagnostischen Bestandteil. Die Diagnose verwendet dasselbe tumorspezifische Molekül wie die Therapie, liefert jedoch radioaktive Atome, die das Potenzial haben, Krebs aufzudecken.

Diese Atome geben eine Form von Energie ab, die von Bildgebungsscannern außerhalb des Körpers erkannt werden kann. Diese Art von Strahlung ermöglicht es Ärzten, den Krebs zu sehen, egal wo er sich im Körper ausgebreitet hat.

Die Diagnose wird nur den Krebs eines Patienten enthüllen, wenn die molekularen Puzzleteile übereinstimmen. Wenn dies der Fall ist, könnte die gezielte Radioligandentherapie mit dem gleichen tumorspezifischen Molekül potenziell eine gute Lösung für den Patienten sein.

Diese „sehen und behandeln“-Fähigkeit ermöglicht es Ärzten, das richtige Medikament für die spezifische Krebsform des Patienten auszuwählen. Darüber hinaus können zukünftige Scans Ärzten helfen festzustellen, ob das Medikament im Verlauf der Behandlung wirksam ist.

Prostatakrebs

Im Allgemeinen handelt es sich bei Krebs um eine Erkrankung, bei der abnormale Zellen sich unkontrolliert vermehren und im schlimmsten Fall in umliegendes Gewebe eindringen können. Eine weitere potentielle Gefahr besteht darin, dass sich Krebszellen über das Lymph- oder Blutsystem in anderen Körperbereichen ausbreiten können.

Die Prostata ist eine walnussförmige Drüse, befindet sich unterhalb der Blase und vor dem Rektum. Sie ist ein integraler Bestandteil des männlichen Fortpflanzungssystems, umgibt die Harnröhre und produziert einen Teil des Samens. Beginnt der Krebs in diesem Bereich des Körpers, so spricht man vom Prostatakrebs.

Biomarker -ihre Bedeutung und Rolle beim Prostatakrebs

Biomarker sind Moleküle oder Substanzen, die im Blut, anderen Körperflüssigkeiten oder im Gewebe vorkommen und als Indikatoren für verschiedene körperliche Prozesse, Zustände oder Krankheiten dienen. Ihre Rolle besteht darin, Signale zu liefern, die darauf hinweisen können, ob eine Krankheit fortschreitet oder vorliegt. Diese Biomarker liefern dem medizinischen Fachpersonal wertvolle Informationen und ermöglichen es ihnen, fundiertere Entscheidungen hinsichtlich der Diagnose und Behandlung von Krankheiten zu treffen.

Im Zusammenhang mit Prostatakrebs können Biomarker beispielsweise auf spezifische Veränderungen im Blut oder Gewebe hinweisen, die charakteristisch für das Vorhandensein oder den Verlauf des Krebses sind. Die Identifikation und Analyse solcher Biomarker können Ärzten helfen, Prostatakrebs frühzeitig zu erkennen, den Krankheitsverlauf besser zu verstehen und geeignete Therapieentscheidungen zu treffen. Insgesamt spielen Biomarker eine entscheidende Rolle bei der Personalisierung von Diagnose- und Behandlungsansätzen, um eine präzisere und effektivere medizinische Versorgung zu gewährleisten.

PSA-Biomarker

Das Prostataspezifische Antigen (PSA) ist ein Biomarker, der von Zellen in der Prostata produziert wird. Es handelt sich um ein Protein, das in das Blut abgegeben wird. Der PSA-Wert im Blut kann durch einen Bluttest gemessen werden und dient als Indikator für verschiedene Zustände der Prostata, einschließlich Prostatakrebs. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass ein erhöhter PSA-Wert nicht zwangsläufig auf Krebs hinweist, sondern auch durch andere Bedingungen wie Prostatavergrößerung oder Entzündungen verursacht werden kann.

Ärzte berücksichtigen bei der Interpretation von PSA-Werten oft verschiedene Faktoren, einschließlich des Alters des Patienten, der Familiengeschichte und anderer klinischer Merkmale. Ein hoher PSA-Wert kann Anlass für weiterführende Untersuchungen sein, einschließlich bildgebender Verfahren und Biopsien, um eine genauere Diagnose zu stellen.

PSMA-Biomarker

Das prostataspezifische Membranantigen (PSMA) ist ein bedeutender Biomarker, der bei über 80 % der Menschen mit Prostatakrebs stark exprimiert wird. Als phänotypischer Biomarker kann PSMA durch nichtinvasive Diagnosetests, insbesondere PSMA-Positronenemissionstomographie/Computertomographie (PET/CT), nachgewiesen werden. Diese fortschrittliche bildgebende Technik ermöglicht nicht nur die genaue Bestimmung des Ausmaßes der Erkrankung, sondern auch die präzise Lokalisierung von Metastasen im gesamten Körper.

Neben seiner diagnostischen Bedeutung dient PSMA als vielversprechendes Ziel für neuartige Behandlungsansätze bei Prostatakrebs, einschließlich Präzisionsmedikamente. Aktuell laufen klinische Studien in unterschiedlichen Unternehmen, um die Wirksamkeit von Molekülen zu erforschen, die gezielt auf PSMA abzielen. Diese Forschung eröffnet Potenziale für innovative Therapieoptionen, die darauf abzielen, Krebszellen gezielt zu bekämpfen und gleichzeitig gesundes Gewebe zu schonen. PSMA könnte somit maßgeblich dazu beitragen, die Diagnose, Lokalisierung und Behandlung von Prostatakrebs zu verbessern.

Ähnliche Therapieansätze wie Radioligandentherapien

Die Radioligandentherapie strebt die selektive Eliminierung von Tumorzellen an. Nichtsdestotrotz eröffnen sich weitere therapeutische Optionen im Kontext der Radionuklidtherapie. Eine vielversprechende Strategie besteht in der potenziellen Kombination von Radionuklidtherapie mit dem Einsatz von Protektoren zur Krebsbehandlung. Diese Herangehensweise erweist sich als besonders relevant, da die verabreichte Strahlung auch umliegendes Gewebe beeinträchtigen kann. Um die unerwünschte Beeinträchtigung gesunder Gewebe zu minimieren, könnte vor der Strahlentherapie die Verwendung von protektiven Substanzen in Betracht gezogen werden.

Einsatzbereiche des HSA KIT

Einsatzbereich 1: Quantifizierung der Intensität der Gewebeschäden

Das HSA KIT kann dazu verwendet werden, die Intensität der Gewebeschäden zu quantifizieren. Die visuellen Beobachtungen werden in numerischer Form repräsentiert, was es ermöglicht, den Grad der durch Strahlung verursachten Beeinträchtigungen in den untersuchten Organen genau zu bewerten. Im Kontext der Krebstherapie bietet das HSA KIT die Möglichkeit, Aussagen darüber zu treffen, in welchem Ausmaß der Krebs auf eine bestimmte Art der Behandlung oder deren Dauer reagiert hat, einschließlich Rückgang oder möglicher Verstärkung. Dies erlaubt eine präzise Untersuchung von Geweben wie Niere, Leber oder dem Tumor selbst im Rahmen der therapeutischen Intervention.

Einsatzbereich 2: Untersuchung möglicher Schutzsubstanzen in ihrer Wirkung

Die Erforschung protektiver Substanzen wird durch den Einsatz des HSA KIT erleichtert, um die schützende Wirkung verschiedener Substanzen zu erforschen. Darüber hinaus ermöglicht die Anwendung dieser Software eine detaillierte Untersuchung derselben Substanz hinsichtlich ihrer Schutzwirkung in Bezug auf Parameter wie die erforderliche Inkubationsdauer, die Konzentration, der möglichen Mehrfachverabreichung und andere relevante Faktoren.

Wie eine solche Analyse und Quantifizierung mit dem HSA KIT genau aussehen könnte, kann unter folgendem Artikel nachgelesen werden:

https://www.hs-analysis.com/gh2ax-analyzer-for-pharmaceutical-research/

Dieser Beitrag behandelt ein tatsächlich durchgeführtes Experiment, das dazu diente, die Wirkung einer Nierenschutzsubstanz nach einer Radiotherapie zu analysieren. Dabei wurden verschiedene Parameter wie die Konzentration der Substanz und die Dauer der Inkubation untersucht. Die Ergebnisse und Bezeichnungen wurden aus Datenschutzgründen modifiziert, jedoch bleibt der experimentelle Ablauf unverändert.

Desweiteren kann das HSA KIT in anderen Gewebeschnitten, wie der Leber oder dem Tumor angewendet werden. Dies wird unter folgendem Eintrag näher beleuchtet:

https://www.hs-analysis.com/gh2ax-analyzer/


Zusätzlich lassen sich aus dem Eintrag weitere Informationen entnehmen, die Aufschluss darüber geben, wie die Modelle trainiert wurden. Des Weiteren werden die Anwendungsbereiche des HSA KIT erläutert, seine potenziellen Einsatzmöglichkeiten sowie die Metriken des Modells. Darüber hinaus erfolgt ein Vergleich mit öffentlichen Softwarelösungen wie QuPath und ImageJ.