Spektrometrische Untersuchungen zum Anreicherungsverhalten von ALA, mTHPC und Photofrin im Colon-Karzinom Tumormodell (CC531)

Abstract

Die prinzipielle Wirksamkeit der PDT in der Behandlung maligner Tumoren ist in zahlreichen Studien nachgewiesen. Der Therapieerfolg und das Ausmaβ der Nebenwirkungen sind stark von der Tumoranreicherung des jeweiligen PS abhängig. Ziel der Studie ist die objektive Quantifizierung der selektiven und differenzierten intratumoralen Akkumulation von 5-Aminolavulinsaure (5-ALA), mTHPC und Photofrin durch Spektrometrie im Tumormodell. Es sollte dadurch ein möglicher Therapieerfolg einer adjuvanten PDT nach inkompletter Tumorresektion abgeschätzt werden können.

Immundefiziente Nacktmäuse (Swiss CDl nu/nu) erhielten CC531 Colon-Karzinomzellen subkutan in den Hinterlauf injiziert. Nach Erreichen einer Tumorgröβe von ca. 1,0 em erfolgte die intraperitoneale Applikation des jeweiligen PS und die subtotale Resektion des Tumors. Spektrometrische Messungen und die Bestimmung der maximalen Emissionspeaks bei 630 nm (Photofrin), 635 nm (ALA, bzw. PpiX) und 652 nm (mTHPC) vonjeweils 2 Arealen des Tumors (Tumorzentrum und -bett), sowie Haut und Muske! als Referenz wurden durchgeführt.

Die Meβdaten aus dem Tumor wurden im Sinne einer Tumorselektivität der PS in Verhältnis zu den Referenzwerten Haut und Muskel gesetzt. Aile PS bewiesen eine ausreichende bis gute Tumoranreicherung. Die einzelnen PS zeigten jedoch deutliche Unterschiede in Bezug auf ihre Tumor- und Gewebeselektivität.

Die Maxime der Tumorselektivität bei gleichzeitiger hoher PS-Anreicherung im Tumorgewebe, wird von den einzelnen PS nur sehr unterschiedlich und z. T. unbefriedigend erfüllt. Die durchgeführte Studie objektiviert das Anreicherungsverhalten der untersuchten PS im Colon-Karzinom-Tiermodell und beschreibt PS abhängige intratumorale Anreicherungscharakteristika, welche die biologische Wirksamkeit einer adjuvanten PDT beeinflussen.

The effectiveness of PDT for the treatment of diverse malignant tumours has been proved in numerous studies. The therapeutic benefit and extent of side effects is mainly determined by the applied photosensitizer. Our investigations in this regard were conducted objectively quantifying selective tumour accumulation of 5-aminolevulinic acid (5-ALA), mTHPC and Photofrin by spectrometry in a tumour model.

Tumour growth was induced by subcutaneous implantation of CC531 colon carcinoma cells in the hind leg of immunodeficient mice (Swiss CDI nu/nu). After reaching a size of about 1.0 em the PS was applied intraperitoneally. Subsequently the tumour was resected in terms of a R2 situation (macroscopic residual disease). Point spectrofluorometry was performed at the site of tumour bed, center of the tumour, overlying skin, contralateral skin and muscle using the maximal emission peak at the characteristic wavelength of each PS (Photofrin 630 nm, ALA/PpiX 635 nm, mTHPC 652 nm).

All PS showed sufficient to good tumour accumulation. However there was an extensive variation of tumour and tissue selectivity among the evaluated PS.

Optimal configuration of high tumour selectivity and good tumour accumulation is achieved only by a few PS. Our study objectively evaluates PS in this regard and allows conclusions about their suitability in human therapeutic strategies.