Multi-modales Monitoring der anti-vaskulären tTF-NGR-Tumortherapie mittels USPIO- MRT, KM-Ultraschall (CEUS), Single-Photonen-Emissions-CT (SPECT) und Fluoreszenz-Bildgebung (FRI) im Xenograftmodell

Ziele: Multi-modales Therapiemonitoring der anti-vaskulär thrombogenen tTF-NGR-Tumortherapie mittels USPIO-MRT, CEUS, 123I-tTF-NGR-SPECT und Alexa-Fluor-FRI im Maus-Xenograftmodell. Methode: tTF-NGR stellt ein neuartiges anti-vaskuläres Tumortherapeutikum dar, das nach Tumor-selektiver Bindung an CD13 zu einer Gefäßthrombosierung mit resultierender Infarzierung und Nekrotisierung des Tumorgewebes führt. Änderungen der Tumorperfusion wurden mittels USPIO-MRT an HT1080 (n = 12 tTF-NGR/8 NGR-Block/14 NaCl) und mittels „real-time“-CEUS an U87-Tumorxenografts (n = 4 tTF-NGR/6 NaCl) untersucht. Die Anreicherung des Therapeutikums im Tumorgewebe wurde mittels 123I-tTF-NGR in der SPECT untersucht, die Gerinnungsauslösung innerhalb der Tumoren sowie die anschließende hämorrhagische Imbibierung konnte mittels Fluorophor-markierter Biomarker (Fibrinogen, AngioSense) im FRI nachgewiesen werden. Therapieansprechen und Effektivität des Blockens der Therapie mithilfe eines NGR-Peptids wurden histologisch anhand der Thrombose/Nekrose-Grade bestimmt. Ergebnis: In der USPIO-MRT und im CEUS zeigte sich eine signifikante Reduktion der Tumorperfusion bereits Minuten nach intravenöser tTF-NGR-Applikation, hingegen zeigte sich im USPIO-MRT bei histologisch effektivem NGR-Blocking keine signifikante Reduktion des relativen Blutvolumens (rBV) im Vergleich zur Kontrolle (tTF-NGR*: 0.71 ± 0.22%, NGR: 1.62 ± 0.98%, NaCl: 1.67 ± 0.9%; *p<0.05). Im FRI zeigten sich eindeutig thrombosierte Tumorgefäße sowie unmittelbare hämorrhagische Imbibierungen nach tTF-NGR-Therapie. Die SPECT demonstrierte die Akkumulation von 123I-tTF-NGR im vitalen Tumorrandsaum. Schlussfolgerung: Multi-modale Bildgebung mittels USPIO-MRT, CEUS, SPECT und FRI erlaubt ein nicht-invasives Monitoring der anti-vaskulären tTF-NGR-Therapie unter Generierung umfangreicher komplementärer Informationen.