Neues OP-Mikroskop verbessert Erkennung von Tumorzellen

Erfurt – Eine Arbeitsgruppe des Fraunhofer-Zentrums für Mikroelektronische und Optische Systeme für die Biomedizin (MEOS) hat eine Technik entwickelt, mit der Operateure wesentlich schneller als bisher bestimmen können, ob sie einen Tumor vollständig entfernt haben.

Dabei kommt eine Kombination aus einem weiterentwickelten sogenannten Laser-Scanning-Mikroskop und fluoreszierenden Tumormarkern zum Einsatz. Im Mikroskop schwingt ein Miniaturspiegel mehrere tausend Mal pro Sekunde und lenkt blaues Laserlicht mit einer Wellenlänge von 488 Nanometern Punkt für Punkt über das gesamte Bildfeld. Gleichzeitig führt der Spiegel das vom Gewebe abgestrahlte Fluoreszenzlicht auf einen Fotodetektor, aus dessen Signal ein zweidimensionales Bild konstruiert wird. Es können auch Bilder in unterschiedlichen Ebenen aufgenommen werden. So werden auch Tumorzellen sichtbar, die unter der Oberfläche sitzen.

Dafür müssen sie aber zuvor markiert werden. Eine Arbeitsgruppe des Fraunhofer-Instituts für Zelltherapie und Immunologie (IZI) in Leipzig hat daher eine fluoreszierende Tumormarkerflüssigkeit entwickelt, die als Marker bei Hirn- und Hauttumore dient. Derzeit untersuchen die Forscher, ob auch andere Tumorarten darauf reagieren.

Noch im Operationssaal kann die Ärztin oder der Arzt mithilfe des Systems namens „Laser Scanning Oncology (LSC-Onco)“ das Gewebe untersuchen, aus dem der Tumor herausgeschnitten wurde.

Dafür wird nach der Entfernung des Tumors zunächst das Gewebe mit dem Tumormarker benetzt. Dann kommt das LSC-Mikroskop direkt über der Wunde zum Einsatz. Trifft sein blauer Laserstrahl auf gesunde Zellen, wird das reflektierte Licht von bestimmten Filtern blockiert. Das Bild auf dem Mikroskopdisplay bleibt daher bei den gesunden Zellen schwarz. Trifft der blaue Laser dagegen auf Krebszellen, beginnt der Tumormarker grün zu fluoreszieren. Dieses Licht passiert die Filter und erscheint auf dem Display als grüner Punkt oder Bereich. Auflösung und Präzision des Systems sind laut der Arbeitsgruppe so hoch, dass selbst einzelne Krebszellen erfasst werden und im Display erscheinen.

An dem Projekt sind auch Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme (IPMS) in Dresden beteiligt.

hil