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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.

In den westlichen Industrienationen ist das Prostatakarzinom (PCA) derzeit die am häufigsten diagnostizierte Krebserkrankung des Mannes. Neben einer Verdoppelung der Inzidenz wird in den letzten 15 Jahren eine Zunahme der lokal begrenzten Tumorstadien beobachtet, was auf die Anwendung des prostataspezifischen Antigens (PSA) im Rahmen der Früherkennung zurückgeführt wird. Die radikale operative Entfernung der Prostata mit den anhängenden Samenblasen (Prostatovesikulektomie) und die Strahlenbehandlung stellen die kurativen Therapieverfahren der Wahl für Patienten mit lokal begrenzten Tumorstadien dar. Diese Standardtherapieverfahren weisen zwar onkologisch effiziente Daten auf, sind aber mit zum Teil für die Lebensqualität erheblich beeinträchtigenden Nebenwirkungen und Folgeerscheinungen, wie zum Beispiel Blasenentleerungsstörungen und erektiler Dysfunktion vergesellschaftet. Vor diesem Hintergrund wird seit einigen Jahren in der Urologie nach therapeutischen, minimal-invasiven und selektiven Alternativen gesucht. Eine solche Alternative könnte in dem Einsatz eines athermischen und selektiven Behandlungsverfahrens, wie der Photodynamische Therapie (PDT) liegen. Durch die Interaktion eines im Tumorgewebe selektiv angereicherten Photosensibilisators mit Licht geeigneter Wellenlänge führt die Photodynamische Therapie (PDT) zur selektiven Schädigung des den Photosensibilisator anreichernden Gewebes. Experimentelle Untersuchungen an Tumormodellen des Hundes und der Copenhagen-Ratte konnten zeigen, dass mittels einer PDT - nach Applikation von 5-Aminolävulinsäure (5-ALA), die in Tumorzellen zur Anreicherung von phototherapeutisch aktivem Protoporhyrin IX (PPIX) führt - eine tumorselektive Nekrose induziert werden kann. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, aufbauend auf diesen experimentellen Untersuchungen, erste Studien am humanen Prostatakarzinom durchzuführen mit den Fragestellungen 1. Reichert sich PPIX nach exogener Applikation von 5-ALA im Humanen Prostatakarzinom an? 2. Hat eine PDT mit 5-ALA-induziertem PPIX einen Effekt auf den PSA-Wert bei Patienten mit einem Prostatakarzinom? Zur Validierung der ersten Fragestellung, die eine unabdingbare Vorraussetzung für die Durchführung weiterer Untersuchungen darstellt, wurde bei 15 Patienten im Rahmen der Durchführung einer radikalen Prostatovesikulektomie die Anreicherung von Protoporphyrin IX- nach systemischer Applikation von 5-ALA in den entnommenen Prostaten untersucht. Hierbei zeigten alle Karzinome eine vollständige PPIX-Anreicherung, wohingegen in den benignen Drüsenabschnitten als auch im Stroma der Prostatadrüsen keine PPIX-Akkumulation sowohl spektralanalytisch als auch fluoreszenzmikroskopisch nachweisbar war. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen wurde im Rahmen der zweiten Fragestellung in einer Pilotuntersuchung bei Patienten mit einem nachgewiesenen Prostatakarzinom der Effekt einer photodynamischen Therapie bei intraoperativer, transurethraler oder perinealer Applikation von Lichtleiterfasern auf den PSA-Wert, untersucht. Bei allen Patienten konnte gezeigt werden, dass es nach Durchführung einer PDT zu einer signifikanten Abnahme des PSA-Wertes, als Surrogat-Marker, kommt. Dieser Sachverhalt konnte auch histologisch und mittels MRT-Untersuchungen bestätigt werden. Bei keinem der Patienten kam es zum Auftreten von Nebenwirkungen Im weiteren Verlauf war zwar ein erneuter Anstieg des PSA-Wertes fest zu stellen, dieser wies jedoch bei Wiederholung der Therapie einen erneuten Abfall auf. Somit kann abschließend konstatiert werden: • PPIX reichert sich nach oraler Applikation von 5-ALA im humanen Prostatakarzinom selektiv gegenüber dem Stroma und den benignen Drüsenabschnitten an. •Der Einfluss einer PDT auf Patienten mit einem Prostatakarzinom konnte anhand signifikanter PSA-Wert Veränderungen gezeigt werden. •Aufgrund des günstigen Nebenwirkungsprofils erscheint eine ambulante Therapie ohne wesentliche Beeinträchtigung der Lebensqualität der Patienten denkbar. •Die Möglichkeit der Repetition ist gegeben.

Zielsetzung dieser Arbeit war es, die Fluoreszenzkinetik von 5-Aminolävulinsäure -induziertem Protoporphyrin-IX (PPIX) an dreidimensionalen Zellkulturen von humanem Bronchialepithel zu untersuchen, um Kenntnisse über den zeitlichen Verlauf der PPIX-Fluoreszenz in Normalgewebe nach unterschiedlich langer Expositionszeit mit 5- Aminolävulinsäure (5-ALA) zu erlangen. Da die Prognose von Patienten mit Bronchialkarzinomen in erster Linie vom Tumorstadium bei Diagnosestellung abhängig ist, ist es notwendig die Frühdiagnostik zu verbessern. Denkbar ist eine inhalative Anwendung von 5-ALA mit nachfolgender diagnostischer Bronchoskopie. Voraussetzung für diese Anwendung am Patienten und für weiterführende Untersuchungen sind Kenntnisse über die erforderliche 5-ALA-Kontaktzeit und Kenntnisse über den zeitlichen Verlauf der 5-ALA-induzierten PPIX- Fluoreszenz von Normalgewebe. Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen: Ein 5-minütiger Kontakt mit 5-ALA ist ausreichend, um in normalem humanen Bronchialepithel detektierbare Mengen an PPIX-Fluoreszenz zu induzieren. Die Bildung von 5-ALA-induziertem PPIX erfolgt in Abhängigkeit der 5-ALA-Kontaktzeit. Die Höhe der Maximalintensität von 5-ALA-induzierter PPIX-Fluoreszenz ist ebenfalls von der 5-ALA-Kontaktzeit abhängig. Die Ergebnisse lassen folgende Schlussfolgerungen zu: Das Modell der dreidimensionalen Organkultur des humanen Bronchialepithels ist geeignet, um die 5-ALA-induzierte PPIX-Fluoreszenz zu untersuchen. Es konnte gezeigt werden, dass die 5-ALA-induzierte PPIX-Fluoreszenzkinetik in Kulturen des normalen humanen Bronchialepithels von der 5-ALA-Kontaktzeit abhängig ist. Die Resultate vorliegender Experimente sind am ehesten auf die Situation der topischen Anwendung (z.B. Inhalation) von 5-ALA übertragbar, da in diesem Modell kein intaktes Gefäßsystem zur Verfügung steht. Eine lokale Applikation für 5 oder 15 Minuten, die unter klinischen Bedingungen realisierbar wäre, ist nach den vorliegenden Ergebnissen für die PDD ausreichend.

Lung cancer is one of the most common malignancies in the world and remains the leading cause of cancer death among men and women in developed countries, accounting for more deaths than breast, prostate and colorectal cancers combined. The cure for lung cancer is low (

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 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 B 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. Copyright (C) 2004 S. Karger AG, Basel.

Background: 5-Aminolevulinic acid (5-ALA)-induced protoporphyrin IX (PPIX) fluorescence improves the differentiation of tumor and normal tissue in the bladder, skin and brain. Objective: The kinetics of 5-ALA-induced protoporphyrin IX (PPIX) fluorescence in organ cultures of normal human bronchial epithelium and cocultures of bronchial epithelium and tumor have been studied. Methods: Cultured biopsies of bronchial epithelium were exposed for 5 or 15 min, or continuously to 5-ALA. PPIX fluorescence was quantified for up to 300 min by spectroscopy. Cocultures of normal bronchial epithelium and a non-small-cell lung cancer cell line (EPLC-32M1) were incubated with 5-ALA. Space-resolved fluorescence microscopy was used to quantify PPIX fluorescence kinetics in the tumor and normal epithelium. Results: In cultures of normal epithelium, PPIX fluorescence kinetics were shown to depend on the duration of exposure to 5-ALA. There was a trend to higher fluorescence intensities with longer exposure times. In cocultures of bronchial epithelium and tumor, increases of fluorescence intensity were significantly greater in the tumor. Best tumor/normal tissue fluorescence ratios were found between 110 and 160 min after exposure to 5-ALA. Conclusion: Data obtained in this coculture system of bronchial epithelium and tumor is valuable to optimize modalities of fluorescence bronchoscopy for the diagnosis of early bronchial carcinoma. Copyright (C) 2002 S. Karger AG, Basel.