Metabolitinduzierte Biolumineszenz zur Tumorprädiktion

Zusammenfassung

Solide Tumoren zeichnen sich im Vergleich zum Normalgewebe durch einen veränderten Stoffwechsel aus. In letzter Zeit ist die Bestimmung von Metaboliten im Rahmen der Tumordiagnostik und der therapeutischen Entscheidungsfindung in das Interesse von verschiedenen Arbeitsgruppen gerückt. Insbesondere ein erhöhter Laktatgehalt im Tumorgewebe scheint ein möglicher Prädiktor für den Krankheitsverlauf zu sein. Zur genauen Ermittlung von Metaboliten wie Laktat unter Berücksichtigung der histologischen Gegebenheiten hat sich das Biolumineszenzverfahren bewährt. Hierbei erfolgt die biochemische Kopplung selektiver Metaboliten an eine Luziferase. Die mikroskopisch über ein „Photon-counting“-System aufgezeichnete Lichtintensität spiegelt somit die Metabolitenkonzentration wider. Im Gegensatz zu anderen Verfahren ist es möglich, einzelne Metaboliten aus einem speziellen Tumor- oder Gewebeareal zu ermitteln. Erst klinische Daten einer Pilotstudie an oralen Plattenepithelkarzinomen zeigen bereits bei kleiner Patientenzahl einen statistischen Trend hin zu einer prognostisch negativen Bedeutung der erhöhten Laktatgewebekonzentration. Sofern sich dieser Trend bestätigt, könnten zukünftig mit dieser Methode bisherige Klassifizierungskonzepte ergänzt und möglicherweise könnte zu einer Individualisierung der Therapieentscheidung beigetragen werden.

Abstract

Solid tumors show an altered metabolism with respect to glycolysis in comparison to normal tissue. Recently, the determination of different glycolytic metabolites for tumor diagnosis and therapeutic decision-making became the focus of interest for various research groups. In particular an increased lactate concentration in tumor tissue appears to be a predictor of an adverse prognosis. Imaging of induced bioluminescence in rapidly frozen tumor biopsies is an established technique for the detection of selected substances. In this method the metabolites of interest are biochemically linked to luciferases. A microscopic photon counting system registers the light intensity and after calibration reflects the concentration distribution of metabolites. In contrast to other methods it is possible to detect different metabolites from one specific area of tissue. Preliminary results of a pilot study on oral cancer patients suggest a prognostic impact in terms of high lactate concentrations being associated with poor survival. This technique could increase the validity and significance of tumor grading and might be supportive decision guidance for tumor therapy in the future.