Photodynamische Therapie

Unter der Foto- bzw. Photodynamischen Therapie (PDT) versteht man ein Verfahren zur Behandlung von Tumorenund anderen Gewebeveränderungen mit Lichtin Kombination mit einer lichtempfindlichen Substanz, einem so genannten Photosensibilisatorund im Gewebe vorhandenem Sauerstoff. Dazu wird dem Patientenein solcher Sensibilisator oder einer seiner Stoffwechselvorläufer verabreicht, der sich selektivim Tumor anreichert. Nach einer gewissen Wartezeit wird anschließend der Tumor und das ihn umgebende gesunde Gewebemit Licht geeigneter Wellenlängebestrahlt. Dabei werden durch photophysikalischeProzesse toxischeSubstanzen erzeugt, die aufgrund der Tumorselektivitätdes Sensibilisators gezielt den Tumor schädigen.

Gegenüber einer chirurgischenBehandlung bietet die Photodynamische Therapie den Vorteil eines nichtinvasiven Verfahrens. Insbesondere entfällt die aus Sicherheitsgründen erforderliche weiträumig Entfernung von gesundem Gewebe in der Tumorumgebung. Eine Bestrahlungerfordert etwa 10 bis 100 Minuten. Typische Bestrahlungsstärkenliegen bei 100 mW/cm². Die Erwärmung des Gewebes beträgt daher nur wenige Grad Celsius. Eine Narkoseist nur im Fall schwer zugänglicher innerer Organenötig. Die PDT von Tumoren erfolgt im Normalfall in einer einmaligen Bestrahlungssitzung, jedoch besteht durchaus die Möglichkeit der Wiederholung. Da die Bestrahlung mit normalem Licht geschieht, ist die Belastung der Patienten im Vergleich zu den "klassischen" Therapieverfahren relativ gering. Eine photodynamische Behandlung versperrt nicht den Weg für andere Therapieansätze, diese können gegebenenfalls noch durchgeführt werden, sollte keine vollständige Heilung erreicht worden sein.

Der Nachteil der Photodynamischen Therapie ist im Wesentlichen die geringe Eindringtiefe von Licht von nur einigen Millimetern, so dass in der Regel nicht zu fortgeschrittene oder nur flächlich wachsende Tumore erfolgreich therapiert werden. Es bieten sich daher vor allem z.B. Hauttumoren, wie Aktinische Keratosen, das Basaliom, aber auch Warzenals Einsatzgebiet für die Photodynamische Therapie an. Durch den Einsatz von Lasernin Kombination mit Lichtleitfasernlassen sich auch Tumore an endoskopischzugänglichen körperinneren Oberflächen behandeln. Durch das Einstechen solcher Fasern in das Gewebe lassen sich auch größere Tumore therapieren, dieses Vorgehen ist jedoch selten.

Die photodynamische Behandlung von inneren Tumoren ist bislang wenig verbreitet und wird meist nur palliativeingesetzt wie beispielsweise in der Speiseröhre, bei Gallengangskarzinomoder bei Gehirntumoren.

Wird der Photosensibilisator nicht nur lokal angewandt sondern systemisch, so ist als Nebenwirkungmit einer erheblichen Lichtempfindlichkeit zu rechnen, die unter Umständen über mehrere Wochen anhalten kann. Die Gefahr der damit verbundenen Reduzierung der Lebensqualität kann bei palliativer Anwendung mit geringer Lebenserwartung als Argument gegen eine Therapie gewertet werden.

Obwohl dieses Verfahren bereits zur Jahrhundertwende in Münchenuntersucht wurde, erlangte es erst in den 80er Jahren durch eine Verbesserung der Photosensibilisatoren und den Einsatz von Lasern eine gewisse Verbreitung. Typische Einsatzgebiete sind Tumore in der Harnblase, im äußeren Kopfbereich, in der Mundhöhle, Speiseröhre, in der Lunge, im Gallengangsowie im Genitalbereich.

Darüber hinaus wird die Photodynamische Therapie auch bei altersbedingter Makuladegeneration(AMD) eingesetzt, einer Netzhauterkrankung, bei der Sauerstoffmangeleine übermäßige Gefäßneubildung induziert, die zur Erblindung führt.

Als Photosensibilisatoren werden überwiegend Porphyrineeingesetzt, die sich bei Bestrahlung mit rotem Licht mit einer Wellenlänge von 630nm bis 635nm aktivieren lassen. Oft wird auch 5-Aminolävulinsäureeingesetzt, ein Stoffwechselvorläufer des Protoporphyrin, der selektiv in Tumorzelleneine Porphyrinsyntheseanregt. Neuere Sensibilisatoren lassen sich bei noch größeren Wellenlängen anregen mit dem Vorteil einer etwas größeren Eindringtiefe des Lichtes in das Gewebe. Photosensibilisatoren fluoreszierenin der Regel und werden daher auch in der Fluoreszenzdiagnosevon Tumoren eingesetzt.

Der eigentliche photophysikalische Prozess verläuft in mehreren Schritten und erfordert die Anwesenheit von Sauerstoff, der in den meisten Zellen in ausreichender Menge vorhanden ist. Ein Molekül des Photoensibilisators absorbiert ein Photondes Lichtes und wird in den ersten angeregten Singulett-Zustand angehoben. Je größer die Lebensdauer dieses Singulett-Zustandes ist, umso größer ist auch die Wahrscheinlichkeit für den eher seltenen Übergang in einen ebenfalls angeregten Triplett-Zustand durch Interkombination. Da optische Übergänge dieses Triplett-Zustandes in den Grundzustand sehr unwahrscheinlich sind, hat er eine ungewöhnlich große Lebensdauer. Das ermöglicht den Kontakt mit besonders vielen Molekülen der Umgebung. Trifft er dabei ein Molekül, dessen Grundzustand ein Triplett-Zustand ist, so ist Energieaustausch möglich, wobei beide Moleküle in einen Singulett-Zustand übergehen. Eins der wenigen Moleküle mit einem Triplett-Grundzustand ist molekularer Sauerstoff. Da die Energie des angeregten Sensibilisatormoleküls größer ist als die für einen Übergang des Sauerstoffs in einen angeregten Singulett-Zustand erforderliche, kann dieser Energieaustausch stattfinden. Der dabei entstehende Singulett-Sauerstoff hat wiederum eine besonders große Lebensdauer hinsichtlich eines optischen Übergangs in den Grundzustand. Aufgrund seiner chemischen Reaktionsfreudigkeit kann er jedoch Zellbestandteile in der Umgebung durch Oxidationschädigen. Dadurch kann er eine Nekroseoder - durch Wirkung auf die Mitochondrienmembran? eine Apoptoseauslösen.

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