Neu bei Ihrem Jedi-Hautarzt

18. Juli 2007
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Nicht erst seit dem Lichtschwert ist bekannt, dass Laser sehr praktisch sind - und meist sehr invasiv. Forscher an der Duke University in North Carolina haben jedoch jetzt ein Verfahren entwickelt, das genau das Gegenteil bewirken soll: einen Laser, mit dessen Hilfe der chirurgische Schnitt bei Hautkrebsverdacht verhindert werden könnte.

Tatsächlich gelang dem Chemieprofessor und Radiologen Warren Warren am Duke University's new Center for Molecular and Biomedical Imaging eine Sensation. Mit Hilfe eines speziellen Laserstrahls waren die Wissenschaftler in der Lage, bei Patienten mit Hautkrebsverdacht herauszufinden, ob ein Melanom im Entstehen ist, oder nicht. Das Prinzip der Lichtbasierten Krebsdiagnose ist zumindest in der Dermatologie einfach: Weil jeder Tumor der Haut mit sensiblen Veränderungen im Hämoglobin- und Melaningehalt der Haut einhergeht, lässt sich dieser Wandel mit Hilfe von Laserstrahlen visualisieren.

Der eigentliche Clou liegt dabei in der Schichttiefe des lasernen Blicks. Bis zu einem Millimeter unterhalb der Hautoberfläche dringen die zwei eingesetzten Laserstrahlen der Duke-Forscher simultan ein. Dort bringen sie die Hämoglobin- und Melaninmoleküle zum Leuchten – was eine spezielle Optik registriert, verstärkt und an einen angeschlossenen Computer weiterleitet. Der wiederum liefert anhand der aufgezeichneten Werte dem Arzt einen visuellen Einblick ins Innere des beobachteten Hautflecks. Der Dermatologe kann auf diese Weise auch ohne herkömmliche mikroskopische Betrachtung feststellen, ob ein Melanom vorliegt, oder nicht.

Dass Hautärzte zunehmend auf die Bedeutung von digitalen Daten setzen, belegten Wissenschaftler am Universitätsklinikum Eppendorf (UKE) bereits im November 2005: Damals präsentierten die Forscher das erste digital erstellte Computermodell der menschlichen Haut.

Computermodell der Haut als erster Schritt in eine digitale Zukunft

Die in der Fachzeitschrift “Bioinformatics” publizierte Arbeite sorgte für Aufsehen. Denn die Wissenschaftler hatten den Computer mit bereits bekannten Daten zur Entstehung und Erneuerung der menschlichen Epidermis “gefüttert”. Für jede einzelne daran beteiligte Zellart schrieben die Bioinformatiker ein eigenes Programm, das die grundlegenden Fertigkeiten der Zelle berücksichtigte und selbstständig ablief. Das auf diese Weise entstandene zweidimensionale Modell simulierte, wie sich einzelne Stammzellen unter dem Einfluss im Computer nachempfundener molekularer Mechanismen kontrolliert teilen, und auf diese Weise die einzelnen Schichten der Haut entstehen.

Was damals als reines Computermodell vollkommen neue Perspektiven zur Therapie der stark zunehmenden Hautkrebserkrankungen in Sichtweite rücken ließ, zeigte auch: digitale Informationen sind gerade in der Hautkrebsforschung eminent wichtig.

Bereits in den 1990er Jahren starteten auch hierzulande die ersten Versuche mit so genannten Femtolasern, die Hautkrebs rechtzeitig detektieren sollten. Einen spektakulären Erfolg vermeldeten schließlich Wissenschaftler unter der Leitung von Dieter Leupold vom Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie in Berlin-Adlershof im Jahr 2004: Ein neuartiger Infrarot-Laser sollte Melanome schon in den ersten Anfängen zuverlässig erkennen. “Wir sind in der Lage, den Übergang von gesundem zu krankem Gewebe exakt nachzuzeichnen”, berichtete damals Projekt-Leiter Leupold gegenüber den Medien.

Tatsächlich verwendeten die Wissenschaftler einen so genannten Femtosekundenlaser. Dieser in abgewandelter Form jetzt auch von Warren verwendete Laser gab in der Berliner Variante ultrakurze Impulse von Infrarotlicht ab. Der Clou: Der Hautfarbstoff Melanin wurde durch die aufgenommenen Energiequanten angeregt und zeigte dabei, ähnlich zu Warrens jetzigen Ergebnissen, ebenfalls ein verräterisches Leuchten. Aus dieser Farbfluoreszenz schließlich könnten Ärzte ablesen, in welchem Stadium sich die bösartige Veränderung der untersuchten Hautfläche befindet.

Die Amerikaner unter Warren entwickelten die Idee unabhängig weiter, und setzen neben der Aktivierung von Melanin auf die eingangs erwähnte Anregung der Hämoglobinmoleküle. Denn anhand von Tierversuchen konnten sie nachweisen, dass der Laserdetektor auch diesen Blutfarbstoff zum Leuchten bringt, wenn der Hautkrebs ausbricht. Schon in drei Jahren, hofft Forscher Warren, könnten Dermatologen an der Duke University auf das neuartige Diagnosetool zugreifen, um auf diese Weise die ersten Patienten zu untersuchen.

Wie man die zukünftigen Ergebnisse derartiger Laserdiagnosen den besorgten Patienten mitteilen kann, wusste der in weiter Zukunft lebende McCoy der Nachwelt via TV-Bildschirm und Fernsehserie zu vermitteln: “Nehmen Sie das nicht tragisch! Vielleicht können wir das mit einer Spezialbehandlung in Ordnung bringen!”

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