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Hoeppner, Michael (2005): Tierexperimentelle Untersuchungen zur Photodynamischen Therapie des Prostatakarzinoms mit 5-Aminolävulinsäure induziertem Protoporphyrin IX an einem Ratten-Tumor-Modell. Dissertation, LMU München: Faculty of Medicine
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Abstract

OBJECTIVE: In order to expand the use of photodynamic therapy (PDT) in the treatment of prostate carcinoma (PCA), the aim of this study was to evaluate PDT by means of 5-aminolevulinic acid (5-ALA)-induced protoporphyrin IX (PPIX) in an in vivo tumor model. METHODS: The model used was the Dunning R3327 tumor. First of all, the pharmacokinetics and the localization of PPIX were obtained using fluorescence measurement techniques. Thereafter, PDT using 150 mg 5-ALA/kg b.w. i.v. was performed by homogenous irradiation of the photosensitized tumor (diode laser lambda = 633 nm). The tumors were resected 2 days post-PDT and the extent of the necrosis was determined histopathologically. RESULTS: The kinetics of PPIX fluorescence revealed a maximum intensity in the tumor tissue within 3 and 4.5 h post-application of 5-ALA. At this time, specific PPIX fluorescence could be localized selectively in the tumor cells. The PDT-induced necrosis (n = 18) was determined to be 94 +/- 12% (range 60-100%), while the necrosis of the controls (n = 12) differs significantly (p < 0.01), being less than 10%. CONCLUSION: These first in vivo results demonstrate the effective potential of 5-ALA-mediated PDT on PCA in an animal model.

Abstract

ZIELE: Die Photodynamische Therapie (PDT) wird bereits mit Erfolg bei verschiedenen Malignomen eingesetzt. Ziel dieser Studie war die Evaluation der PDT mit 5-Aminolävulinsäure (5-ALA) des Prostatakarzinoms (PCA) im Tiermodell. MATERIAL UND METHODE: Bei 40 männlichen Copenhagen Ratten wurde durch subcutane Injektion von MatLyLu-Zellen (R3327 Dunning-Tumor; Rattenprostatakarzinom) das PCA induziert. Bei einem Tumordurchmesser von ca. 0,5 cm wurden die Versuche durchgeführt. Nach intravenöser 5-ALA Applikation wurde die Protoporphyrin IX (PPIX) Kinetik über einen Zeitraum von 8h (Messintervalle 10 min) anhand spektraler Intensitätsmessungen ermittelt. Auf der Basis dieser Kinetik wurde nach i.v. Applikation von 5-ALA eine Lokalistionsdiagnostik und danach die PDT der Tumoren durchgeführt (n=18). Das Tumorareal wurde mit Licht eines Diodenlasers (Wellenlänge 633 nm, Bestrahlungsstärke 100 mW/cm2 ) homogen ausgeleuchtet. Den Kontrolltieren (n=12) wurde unter gleichen Versuchsbedingungen entweder nur 5-ALA oder nur Lichtenergie appliziert. 6 Tiere erhielten keine Therapie. 2 Tage nach PDT wurden die Tumoren reseziert und histopathologisch der prozentuale Nekroseanteil bestimmt. ERGEBNISSE: Die PPIX – Fluoreszenzkinetik belegt eine maximale Anreicherung von PPIX im Tumor 3 bis 4,5 h nach intravenöser Applikation von 5-ALA (150 mg/kg/KG). In der Lokalisationsdiagnostik konnte eine selektive PPIX-Fluoreszenz in den Tumorzellen nachgewiesen werden. Der prozentuale Nekroseanteil betrug 48 h nach PDT 100 % (94 +/- 12) während in den beiden Kontrollgruppen lediglich Nekroseraten von maximal 8 % (p<0.01), die der Spontannekroserate des R3327 Dunning-Tumors entsprechen, nachgewiesen wurden. SCHLUSSFOLGERUNGEN: Die tierexperimentellen Daten zeigen, daß die PDT mit 5-ALA zu einer signifikanten Nekrose des Prostatakarzinoms führt. Auf der Basis dieser Ergebnisse können weiterführende Untersuchungen an Patienten mit einem Prostatakarzinom aufbauen.