München, Techn. Univ., Diss., 2004.

Die Photodynamische Therapie (PDT) hat sich zunehmend als vielversprechende Methode zur Behandlung von verschiedenen malignen Neubildungen gezeigt. Die photodynamische Zerstörung der Tumore wird erreicht indem zunächst ein Photosensibilisator entweder lokal oder systemisch appliziert wird und im Anschluss an eine gewisse Inkubationszeit die Tumormasse mittels einer Lichtquelle mit einer spezifischen Wellenlänge durchleuchtet wird. Aufgrund der bevorzugten Anreicherung des Photosensibilisators in Tumorzellen, erlaubt diese Methode eine selektive Abtötung des malignen Tumors, während das umliegende Gewebe weitestgehend verschont wird. Diese Eigenschaften und Anforderungen machen die PDT, insbesondere in den Fällen, wo die chirurgische Enukleation als kurative Option erwogen wird, zu einer attraktiven Therapieoption in der Behandlung von Retinoblastomen (Rb). Die extreme Methode der Enukleation wird noch immer angewendet, wenn die Tumoren nicht ausreichend chemosensibel sind, oder wenn sich die Erkrankung aufgrund von unzureichendem Zugang zu medizinischer Versorgung bereits in einem fortgeschrittenen Stadium befindet. In dieser Studie haben wir zunächst In-Vitro-Untersuchungen mit dem neuen kationischen wasserlöslichen Photosensibilisator Tetrahydroporphyrin-Tetratosylat (THPTS) bezüglich seiner photodynamischen Wirkung auf WERI Rb-1 und Y79-Retinoblastomzellen durchgeführt. Dabei konnten wir zeigen, dass weder die Inkubation mit THPTS ohne anschließende Beleuchtung, noch die alleinige Beleuchtung zu einem signifikanten Effekt auf die Proliferation der Rb-Zellen führte. Die Kombination von THPTS mit anschließender Beleuchtung hingegen führte zu einem maximal zytotoxischen Effekt in den Tumorzellen. Darüber hinaus war die Phototoxizität in normalen Primärzellen des Pigmentepithels der Retina geringer, wodurch ein erhöhter phototoxischer Effekt von THPTS in Krebszellen gegenüber diesem normalen Zelltyp der Retina gezeigt werden konnte. Die vorliegenden Ergebnisse bilden eine ermutigende Grundlage für weiterführende in-vivo-Untersuchungen zum therapeutischen Potential dieses vielversprechenden Photosensibilisators mit der Aussicht auf eine potentiell kurative Therapie des Retinoblastoms unter Erhalt von Augapfel und Visus.

Die Photodynamische Therapie (PDT) hat sich zunehmend als vielversprechende Methode zur Behandlung von verschiedenen malignen Neubildungen gezeigt. Die photodynamische Zerstörung der Tumore wird erreicht indem zunächst ein Photosensibilisator entweder lokal oder systemisch appliziert wird und im Anschluss an eine gewisse Inkubationszeit die Tumormasse mittels einer Lichtquelle mit einer spezifischen Wellenlänge durchleuchtet wird. Aufgrund der bevorzugten Anreicherung des Photosensibilisators in Tumorzellen, erlaubt diese Methode eine selektive Abtötung des malignen Tumors, während das umliegende Gewebe weitestgehend verschont wird. Diese Eigenschaften und Anforderungen machen die PDT, insbesondere in den Fällen, wo die chirurgische Enukleation als kurative Option erwogen wird, zu einer attraktiven Therapieoption in der Behandlung von Retinoblastomen (Rb). Die extreme Methode der Enukleation wird noch immer angewendet, wenn die Tumoren nicht ausreichend chemosensibel sind, oder wenn sich die Erkrankung aufgrund von unzureichendem Zugang zu medizinischer Versorgung bereits in einem fortgeschrittenen Stadium befindet. In dieser Studie haben wir zunächst In-Vitro-Untersuchungen mit dem neuen kationischen wasserlöslichen Photosensibilisator Tetrahydroporphyrin-Tetratosylat (THPTS) bezüglich seiner photodynamischen Wirkung auf WERI Rb-1 und Y79-Retinoblastomzellen durchgeführt. Dabei konnten wir zeigen, dass weder die Inkubation mit THPTS ohne anschließende Beleuchtung, noch die alleinige Beleuchtung zu einem signifikanten Effekt auf die Proliferation der Rb-Zellen führte. Die Kombination von THPTS mit anschließender Beleuchtung hingegen führte zu einem maximal zytotoxischen Effekt in den Tumorzellen. Darüber hinaus war die Phototoxizität in normalen Primärzellen des Pigmentepithels der Retina geringer, wodurch ein erhöhter phototoxischer Effekt von THPTS in Krebszellen gegenüber diesem normalen Zelltyp der Retina gezeigt werden konnte. Die vorliegenden Ergebnisse bilden eine ermutigende Grundlage für weiterführende in-vivo-Untersuchungen zum therapeutischen Potential dieses vielversprechenden Photosensibilisators mit der Aussicht auf eine potentiell kurative Therapie des Retinoblastoms unter Erhalt von Augapfel und Visus.:Inhaltsverzeichnis Einleitung 1 Hintergrund und Bedeutung 1 Pathophysiologie 2 Diagnostik und Symptome 3 Klassifizierung 4 Therapie und Prognose 5 Enukleation 5 Perkutane Radiotherapie 6 Brachytherapie 6 Intravenöse Chemotherapie 6 Intraarterielle Chemotherapie 6 Laser-gestützte Verfahren 7 Photodynamische Therapie 7 Mechanismus 7 Eigenschaften von Photosensibilisatoren 8 THPTS-PDT 9 Fragestellung 9 THPTS-PDT on Human Retinoblastoma Cell Lines 11 Zusammenfassung 24 Einleitung 24 Methode 25 Zellkultur primärer humaner Pigmentepithelzellen der Retina (RPE) 25 Photodynamische Therapie von Retinoblastomzellen und RPE-Zellen 25 Clearance von THPTS 25 Real-Time RT-PCR 25 Immunzytochemie und Live-Videoaufnahmen 26 Ergebnisse 26 Effekt der THPTS-PDT auf Retinoblastom-Zelllinien 26 Effekt in Abhängigkeit von Dosis und Einwirkzeit 26 Wirkung der THPTS-PDT auf nicht-maligne Netzhautzellen im Vergleich zu Rb-Zellen 27 Verstoffwechselung von THPTS 27 Genexpression 27 Immunzytochemie und Live-Videoaufnahmen 28 Subzelluläre Anreicherung von THPTS 28 Diskussion 28 ii Literaturverzeichnis vi Anhang x Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit x Wissenschaftliche Publikationen xi

Photodynamic therapy (PDT) has shown to be a promising technique to treat various forms of malignant neoplasia. The photodynamic eradication of the tumor cells is achieved by applying a photosensitizer either locally or systemically and following local activation through irradiation of the tumor mass with light of a specific wavelength after a certain time of incubation. Due to preferential accumulation of the photosensitizer in tumor cells, this procedure allows a selective inactivation of the malignant tumor while sparing the surrounding tissue to the greatest extent. These features and requirements make the PDT an attractive therapeutic option for the treatment of retinoblastoma, especially when surgical enucleation is a curative option. This extreme solution is still in use in case of tumours that are resistant to conventional chemotherapy or handled too late due to poor access to medical care in less advanced country. In this study we initially conducted in-vitro investigations of the new cationic water-soluble photo sensitizer tetrahydroporphyrin-tetratosylat (THPTS) regarding its photodynamic effect on human Rb-1 and Y79 retinoblastoma cells. We were able to show, that neither the incubation with THPTS without following illumination, nor the sole illumination showed a considerable effect on the proliferation of the retinoblastoma cells, whereas the incubation with THPTS combined with following illumination led to a maximal cytotoxic effect on the tumor cells. Moreover the phototoxicity was lower in normal primary cells from retinal pigmented epithelium demonstrating a higher phototoxic effect of THPTS in cancer cells than in this normal retinal cell type. The results at hand form an encouraging foundation for further in-vivo studies on the therapeutic potential of this promising photosensitizer for the eyeball and vision preserving as well as potentially curative therapy of retinoblastoma.

Photodynamic therapy (PDT) has shown to be a promising technique to treat various forms of malignant neoplasia. The photodynamic eradication of the tumor cells is achieved by applying a photosensitizer either locally or systemically and following local activation through irradiation of the tumor mass with light of a specific wavelength after a certain time of incubation. Due to preferential accumulation of the photosensitizer in tumor cells, this procedure allows a selective inactivation of the malignant tumor while sparing the surrounding tissue to the greatest extent. These features and requirements make the PDT an attractive therapeutic option for the treatment of retinoblastoma, especially when surgical enucleation is a curative option. This extreme solution is still in use in case of tumours that are resistant to conventional chemotherapy or handled too late due to poor access to medical care in less advanced country. In this study we initially conducted in-vitro investigations of the new cationic water-soluble photo sensitizer tetrahydroporphyrin-tetratosylat (THPTS) regarding its photodynamic effect on human Rb-1 and Y79 retinoblastoma cells. We were able to show, that neither the incubation with THPTS without following illumination, nor the sole illumination showed a considerable effect on the proliferation of the retinoblastoma cells, whereas the incubation with THPTS combined with following illumination led to a maximal cytotoxic effect on the tumor cells. Moreover the phototoxicity was lower in normal primary cells from retinal pigmented epithelium demonstrating a higher phototoxic effect of THPTS in cancer cells than in this normal retinal cell type. The results at hand form an encouraging foundation for further in-vivo studies on the therapeutic potential of this promising photosensitizer for the eyeball and vision preserving as well as potentially curative therapy of retinoblastoma.

Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

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