Ein Problem bei der Hirntumordiagnostik mittels Magnetresonanztomographie ist die Unterscheidung zwischen erneutem Tumorwachstum und gutartigen Veränderungen, oft in Folge einer vorausgegangenen Therapie.

Dies kann die Beurteilung des Therapieansprechens erheblich beeinträchtigen. Eine weitere wichtige Fragestellung ist die Beurteilung der Prognose der Hirntumorpatienten anhand bildgebender Verfahren bereits bei Diagnosestellung.

Forscher der Klinik für Neurologie der Uniklinik Köln haben zusammen mit dem Forschungszentrum Jülich im Rahmen eines von der Wilhelm Sander-Stiftung geförderten Forschungsprojektes exaktere Diagnosemöglichkeiten mittels moderner Bildgebungsmethoden untersucht.

Die Diagnostik von Hirntumoren beruht heute in erster Linie auf der Magnetresonanztomographie (MRT). Die MRT ist weit verfügbar und bietet eine hervorragende anatomische Darstellung. Jedoch kann beispielsweise die Unterscheidung von Tumorgewebe und gutartigen Veränderungen, die durch die Tumortherapie, z. B. Strahlentherapie, selbst bedingt sein kann, schwierig sein. Bei dieser Problematik können Diagnoseverfahren, die den Stoffwechsel des Gewebes erfassen, sehr hilfreich sein. Die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) mit radioaktiv markierten Aminosäuren wie z. B. F-18-Fluorethyltyrosin (FET) ist zurzeit eines der leistungsfähigsten diagnostischen Verfahren, um die MRT-Bildgebung zu ergänzen und die Versorgung von Patienten mit Hirntumoren zu verbessern.

FET wurde am Forschungszentrum Jülich entwickelt, seitdem wurde dessen Einsatz durch die Etablierung besonderer Auswertungsmethoden wie die Aufnahmekinetik der FET im Gewebe über die Zeit (dynamische oder kinetische Analyse) oder die Gewinnung von weiteren, für das menschliche Auge nicht wahrnehmbaren Bildinformationen aus der FET-PET mithilfe von Methoden der „Künstlichen Intelligenz“ weiter optimiert.

Die Mitglieder der AG Neuro-Onkologie, geleitet von Norbert Galldiks, an der Klinik für Neurologie der Uniklinik Köln haben in enger Zusammenarbeit mit dem Forschungszentrum Jülich untersucht, wie man bei Hirntumorpatienten mittels dieser modernen Bildgebungsverfahren wertvolle Zusatzinformationen erheben kann.

Eine der wichtigsten Beobachtungen war, dass bestimmte Biomarker, die durch die angewendeten Bildgebungsmethoden identifiziert werden konnten, eine hohe prognostische Aussagekraft haben. Vor allem traf dies auf Patienten mit neu diagnostizierten niedriggradigen Tumoren zu, die bestimmte bildgebende Zeichen in der FET-PET („Photopenic Defects“, siehe Abb.) aufwiesen.

Die Arbeitsgruppe um Norbert Galldiks konnte in Zusammenarbeit mit Neurowissenschaftlern der Ludwig-Maximilians-Universität München zum ersten Mal zeigen, dass diese Patientengruppe, unabhängig von der gewählten Therapie, eine deutlich ungünstigere Prognose zu haben scheint.

Hohe prognostische Aussagekraft

Eine ähnlich hohe prognostische Aussagekraft der modernen Bildgebungsmethoden konnte das Forscherteam um Norbert Galldiks auch mithilfe von dynamischen FET-PET-Parametern zeigen. Die Wissenschaftler beobachteten, dass diese Methode helfen kann, die Prognose bei bösartigen hirneigenen Tumoren (malignen Gliomen ohne Mutation im Isozitrat-Dehydrogenase-Gen) vorherzusagen. Darüber hinaus gelang es sowohl mittels der dynamischen FET-PET als auch mit Methoden der „Künstlichen Intelligenz“, bestimmte prognostisch relevante molekulare Veränderungen mit einer hohen Genauigkeit zu identifizieren.

Weiterhin wurde erforscht, ob mittels der FET-PET eine Differenzierung zwischen gutartigen therapiebedingten Veränderungen und erneutem Tumorwachstum möglich ist. In einem Vergleich mit diffusionsgewichteter MRT-Bildgebung, welche die Diffusionsbewegung von Wassermolekülen in Körpergewebe misst und räumlich aufgelöst darstellt, konnte die Überlegenheit der FET-PET bei dieser Fragestellung gezeigt werden. Die FET-PET lieferte auch bei der Anwendung neuerer Therapieformen wie dem Multikinase-Inhibitor Regorafenib oder der Immuntherapie mit Checkpoint-Inhibitoren wichtige diagnostische Zusatzinformationen zu diesem klinisch hochrelevanten Problem.

Auch gelang mittels der FET-PET eine verbesserte Beurteilung des Therapieansprechens im Vergleich zur kontrastmittelgestützten MRT. In einer prospektiven Studie mit bösartigen Hirntumoren (Glioblastomen) konnte mit der FET-PET nach erstmaligem Wiederauftreten des Tumors nach Abschluss der Standardtherapie das Ansprechen auf eine experimentelle Kombinationstherapie aus einem Hemmstoff der Blutgefäßneubildung und einem Chemotherapeutikum deutlich genauer vorhergesagt werden. Insbesondere zeigten Patienten, die auf diese Therapiemaßnahme ansprachen, in der FET-PET ein signifikant längeres Überleben.

Diese Forschungsergebnisse weisen darauf hin, dass ergänzende Bildgebungsverfahren wie z. B. die FET-PET wertvolle Zusatzinformationen für die Hirntumor-Patientenversorgung liefern können und somit einen wichtigen Beitrag zur klinischen Implementierung dieser Methoden im Sinne der translationalen Forschung leisten.