Die Nuklearmedizin in Würzburg stellte bereits in der Novemberausgabe 2022 des hochrangigen Fachmagazins „Journal of Nuclear Medicine“ (JNM) das Titelbild. Jetzt wird sie in der ersten Ausgabe im neuen Jahr des JNM erneut die Titelgeschichte liefern. Im Mittelpunkt stehen CXCR4-Liganden, beziehungsweise Proteine, die an die Chemokinrezeptoren namens CXCR4 binden und Tumoren nicht nur darstellen, sondern auch gezielt zerstören können. „Diese neue Art der Therapie, die durch die `Featured Articles of the Month´ nun noch mehr Sichtbarkeit erhält, gibt es tatsächlich auf der ganzen Welt nur in Würzburg“, verkündet Prof. Dr. Andreas Buck.

Chemokinrezeptor CXCR4 ist attraktives Ziel für Tumorbildgebung und Therapie 

Der Klinikdirektor der Nuklearmedizin am Uniklinikum Würzburg erklärt die Mechanismen: „Zellen benötigen die Chemokinrezeptoren CXCR4, um sich im Körper zu bewegen. Tumoren nutzen denselben Mechanismus. Wenn ein Tumor diesen Rezeptor hat, kann er aus dem Blutstrom heraustreten und sich in Organen wie Lunge oder Leber und in Knochen an Liganden binden, wodurch Metastasen entstehen. Wir finden bis zu einer Million solcher Rezeptoren auf einer einzigen Tumorzelle. Deswegen ist CXCR4 für uns ein attraktives Ziel, sowohl für die Tumorbildgebung als auch für die Therapie.“

Tumorzellen zum Aufleuchten bringen 

Mit seinem Team arbeitet Andreas Buck an Spürstoffen, so genannten Tracern. In der Radiochemie werden Moleküle künstlich mit radioaktiven Strahlern, die eine sehr kurzlebige Halbwertzeit haben, beladen, damit sie bestimmte Stoffe im Körper binden und über radioaktiven Zerfall sichtbar machen. „Die Moleküle, die an den Chemokinrezeptor binden, sie gewissermaßen zum Aufleuchten bringen, haben wir miterfunden“, sagt Buck nicht ohne Stolz.

Weiche Strahler für Diagnostik, harte Strahler für Behandlung

„Wenn wir sehen, dass der Tracer nur im Tumor anreichert und nicht in den gesunden Geweben, kann ich den Strahler austauschen und als Medikament für die Therapie einsetzen“, erklärt Andreas Buck. Für die Bildgebung mittels Positronen-Emissions-Tomographie (CXCR4-PET/CT) werden weiche Radionuklide wie Fluor-18 verwendet. Für die Therapie kommen sehr harte Strahler wie Lutetium-177 und Yttrium-90 zum Einsatz, die den Tumor dann auch tatsächlich zerstören können.

Der Nuklearmediziner zeigt die Collage, die im Januar den Titel vom Journal of Nuclear Medicine zieren wird – PET/CT-Bilder einer Patientin, die schwer kontrollierbare T-Zell-Lymphome aufwies, welche auf die Standardtherapie nicht angesprochen haben. „Links in der Chemokinrezeptor-Bildgebung sehen wir neben den Ausscheidungen der radioaktiv markierten Substanz über die Nieren in die Blase fast ausschließlich die Erkrankung. Die kugeligen Strukturen der T-Zell-Lymphome leuchten in zahlreichen Lymphknoten, in den Knochen, der Milz und der Lunge. Das rechte Bild zeigt das Ergebnis nach einer einmaligen Therapie mit Yttrium-90-CXCR4-Liganden. Das Lymphom konnte komplett beseitigt werden. Die Patientin hat noch eine milde Chemotherapie sowie eine Stammzelltherapie erhalten. Wir können zwar noch nicht von Heilung sprechen, aber von einer kompletten Remission.“

Dem Team aus Würzburg ist es inzwischen bei fünf Patientinnen und Patienten gelungen, die T-Zell-Lymphome mit CXCR4-Liganden zu beseitigen. Nicht nur Andreas Buck ist davon überzeugt, dass dies ein Weg sein könnte, in Zukunft weniger Chemotherapien einzusetzen.

Seit 2020 hat die PentixaPharm GmbH, ein in Würzburg ansässiges Tochterunternehmen der Eckert & Ziegler AG, das erfolgreiche Konzept aufgenommen, um in einem von der Industrie gesponserten klinischen Entwicklungs- und Zulassungsverfahren CXCR4 Diagnostik und Therapie einer Vielzahl von Patientinnen und Patienten zukommen lassen zu können.

Über die Nuklearmedizin am UKW 

Andreas Buck ist seit dem Jahr 2011 am Uniklinikum Würzburg. Zu der Zeit war die Nuklearmedizin noch traditionell mit der Behandlung von Schilddrüsenkrebs befasst. Inzwischen nutzt das mehr als 100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter umfassende Team die Kenntnisse der molekularen Medizin und überträgt die strahlungsbasierte Therapie auf andere Erkrankungen. In der Radiochemie werden die Substanzen für die Diagnostik und Behandlung entwickelt und unter GMP-Bedingungen (Good Manufacturing Practice) hergestellt. Die Medizinphysik achtet darauf, die Strahlung im niedrigen Bereich zu halten, die Ärztinnen und Ärzte untersuchen die Erkrankten, klären auf und behandeln, die technische Assistenz führt die Untersuchungen am Gerät durch und die Pflegekräfte betreuen die Patientinnen und Patienten auf der Station.

Hinweis: Andreas Buck erläutert die Methode im digitalen Adventskalender hinter dem 19. Türchen. 

Die Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin (NUK) des Uniklinikums Würzburg (UKW) verfügt seit dem Jahr 2010 als einzige medizinische Einrichtung in Unterfranken über ein PET/CT. Dieses Hochtechnologie-Untersuchungsgerät kombiniert die Messmethoden der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und der Computertomographie (CT) miteinander. Durch Überlagerung der Bilddaten aus beiden Quellen wird ein Fusionsbild erstellt, bei dem sich die Informationen aus beiden Verfahren hilfreich ergänzen. „Eines der Hauptanwendungsgebiete des PET/CT ist die Onkologie. Damit können wir im Sinne der Früherkennung auch nur wenige Millimeter große Tumoren entdecken – zum Beispiel bei Prostata-, Lungen- und Nebennieren-Karzinomen oder bei Lymphomen“, schildert Prof. Dr. Andreas Buck, der Direktor der NUK. Außerdem kann der Scanner auch die mit der Alzheimer-Erkrankung verbundenen Plaque-Ablagerungen im Gehirn sowie Entzündungen am Herzmuskel sichtbar machen.

Bestehendes PET/CT in Vollauslastung

„Um die große Nachfrage nach dieser nicht invasiven Diagnostik nach Kräften zu befriedigen, haben wir mit dem ‚alten‘ PET/CT in den vergangenen Jahren rund 4.000 Untersuchungen jährlich durchgeführt – kein anderes Zentrum in Deutschland macht mehr Untersuchungen mit nur einem Gerät“, berichtet Prof. Buck. Dennoch ließen sich Kapazitätsengpässe und teilweise längere Wartezeiten für die Patienten nicht vermeiden.

Bis zu 7.000 Untersuchungen pro Jahr anvisiert

Um hier Abhilfe zu schaffen, erwarb das Uniklinikum Würzburg in diesem Jahr für rund drei Millionen Euro ein weiteres PET/CT. Das Gerät der neuesten Generation ist seit Anfang Oktober in der NUK im Zentrum für Innere Medizin des UKW an der Oberdürrbacher Straße in Betrieb. „Mit dieser Kapazitätserweiterung werden wir in Zukunft noch besser in der Lage sein, die angefragten Untersuchungen schnell – quasi auf Abruf – zu bearbeiten“, freut sich der Klinikdirektor. Nach seiner Planung wird die Auslastung der neuen Maschine in den kommenden Monaten sukzessive hochgefahren mit dem Ziel, zusammen mit dem parallel arbeitenden „Altgerät“ bald bis zu 7.000 Untersuchungen pro Jahr durchführen zu können.

Komfortgewinn durch kürzere Untersuchung

Technisch zeichnet sich das neue PET/CT durch einen kontinuierlichen und damit im Vergleich zu seiner älteren „Schwester“ schnelleren Messvorgang aus. Für die Patienten bedeutet dies einen Komfortgewinn durch kürzere Untersuchungszeiten. Außerdem bietet die Neuanschaffung eine nochmals gesteigerte Bildqualität und Empfindlichkeit.

Damit die Positronen-Emissions-Tomographie Stoffwechselvorgänge von außen sichtbar machen kann, werden dem Patienten winzige Mengen radioaktiv markierter Stoffe, so genannte Radiotracer, in eine Armvene injiziert. Die Substanzen verteilen sich im Körper und reichern sich insbesondere in Tumoren an. Im PET-Bild glühen diese dann als leuchtende Objekte regelrecht auf. Das dazu kombinierte CT-Bild fügt diesem Befund eine präzise Darstellung der umgebenden Organe hinzu, so dass die Tumoren oder anderen gesuchten Strukturen exakt lokalisiert werden können.

 
Vorteile durch klinikeigene Abteilung Radiochemie

„Der Verfügbarkeit von maßgeschneiderten Radiotracern kommt bei der PET-Diagnostik eine Schlüsselrolle zu“, unterstreicht Prof. Buck und fährt fort: „Durch unsere klinikeigene Abteilung Radiochemie sind wir in der glücklichen Lage, diese radioaktiven Stoffe selbst herzustellen.“ Aktuell produziert die Nuklearmedizin des UKW unter Reinraumbedingungen 20 verschiedene Radiopharmaka – 15 zur Diagnostik verschiedener onkologischer, aber auch neurologischer und kardiologischer Erkrankungen sowie fünf zu therapeutischen Zwecken. Laut dem Klinikdirektor gibt es in Deutschland kein anderes Zentrum, das mehr unterschiedliche Radiotracer herstellt. „Das neue PET/CT wird uns auch dabei unterstützen, neue Biomarker für die Bildgebung zu erforschen“, kündigt Prof. Buck an. Außerdem sieht er eine große Zukunft der PET/CT-Technologie in der Ergebniskontrolle von therapeutischen Interventionen.

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