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Die intravesikale Therapie mit dem Alpha-Emitter-Immonkonjugat Bi-213-anti-EGFR-mAk ist ein neuer, vielversprechender Ansatz um die sehr hohen Rezidivraten des nicht-muskelinvasiven Urothelkarzinoms nach transurethraler Resektion zu senken. Zur Evaluation der Toxizität dieser Therapie wurden Blasen und Nieren von Swiss nu/nu-Mäusen 300 Tage nach intravesikaler Instillation von Bi-213-anti-EGFR-mAk mit unterschiedlichen Aktivitäten histopathologisch untersucht. Im therapeutischen Bereich von 0,925 bzw. 2 x 0,925 MBq wurden diskrete lymphozytäre Infiltrate in Blasen und Nieren beobachtet. Bei Swiss nu/nu-Mäusen führt die intravesikale Therapie mit Bi-213-anti-EGFR-mAk somit allenfalls zu geringen Nebenwirkungen an Blasen und Nieren., Intravesical therapy with the alpha-emitter-immunoconjugate 213Bi-anti-EGFR-mAb is a promising new approach to reduce the very high recurrence rates after transurethral resection of non-muscle-invasive urothelial carcinomas of the bladder. For toxicity evaluation of this therapy, bladders and kidneys of swiss nu/nu-mice were histopathologically examined 300 days after intravesical instillation of different activities of Bi-213-anti-EGFR-mAb. Within the therapeutic range of 0,925 and 2 x 0,925 MBq respectively, discrete lymphocytic infiltrates in bladders and kidneys were observed. In swiss nu/nu-mice, the intravesical therapy with 213Bi-anti-EGFR-mAb is thus accompanied by acceptable, if any, side effects on bladders and kidneys.

Tumorzellen verstoffwechseln Glukose zu Laktat, auch wenn Sauerstoff vorhanden ist. In dieser Arbeit wurden Neuroblastom- und Mammakarzinomzelllinien in vitro und in vivo mit unterschiedlichen Konzentrationen an Dichloracetat (DCA) und R-(+)-alpha-Liponsäure (LPA) – Substanzen, welche einen Einfluß auf die Pyruvatdehydrogenase haben - behandelt. DCA hatte kaum Einfluß auf Verdopplungszeit, Proliferation, Stoffwechsel, 18F-FDG-Uptake, Zellzyklus, Apoptose, Vitalität und führte in vivo zu verstärktem Tumorwachstum. LPA dagegen reduzierte sowohl in vitro als auch in mit SkBr3 Zellen inokulierten NMRI nu/nu Mäusen Proliferation, Tumorstoffwechsel (18F-FDG) und Wachstum., Tumor cells metabolize glucose to lactate even in the presence of oxygen. In this thesis Neuroblastoma and Breast carcinoma cells were treated in vitro and in vivo with Dichloracetat (DCA) and R-(+)-alpha-lipoic acid (LPA) – substances that have an effect on the pyruvatedehydrogenase. DCA hardly had any effect on doubling time, proliferation, metabolism, 18F-FDG-uptake, cell cycle, apoptosis, vitality and resulted in increased tumor growth in vivo. LPA reduced in vitro and in vivo proliferation, metabolism (18F-FDG) and growth of SkBr3 cells that where inoculated in NMRI nu/nu mice.

Ziel dieser Arbeit war es, die sauerstoffunabgängige zytotoxische Wirkung von Alphastrahlung, verabreicht in Form von Alphapartikel emittierenden Radioimmunkonjugaten, zu beweisen. Hierfür wurde der Effekt einer Bestrahlung mit Photonen bzw. einer Behandlung mit 213Bi-Radioimmunkonjugaten auf das klonogene Überleben und die Vitalität von Tumorzellen unter Normoxie und Hypoxie verglichen. Der Effekt der Photonenbestrahlung war unter Hypoxie signifikant niedriger als unter Normoxie. Dagegen war die Wirkung der Alphastrahlung unabhängig von der zellulären Oxygenierung. Daher stellt die Alpha-Radioimmuntherapie ein Erfolg versprechendes Therapiekonzept für Tumore dar, die durch Hypoxie radioresistent gegenüber der konventionellen Strahlentherapie sind., The aim of this study was to prove the oxygen independent effect of alpha radiation for the first time. For that purpose tumor cells were incubated with alpha particle emitting 213Bi-Anti-EGFR-MAb or irradiated with photons both under hypoxic and normoxic conditions. The effect of photon irradiation under hypoxia was significantly lower than under normoxia. In contrast, impact of 213Bi-Anti-EGFR-MAb turned out to be independent of cellular oxygenation. Therefore, alpha-radioimmunotherapy seems to be a promising strategy for treatment of tumors, especially those affected by hypoxia induced radioresistance against conventional radiotherapy.

In der vorliegenden Studie wurde die fraktionierte intravesikale Therapie des fortgeschrittenen humanen Harnblasenkarzinoms mit 213Bi-Anti-EGFR-MAk im orthotopen Mausmodell untersucht. Dazu wurden den Versuchstieren die EGFR-überexprimierenden Tumorzellen EJ28-luc intravesikal instilliert. Die Tumorentwicklung wurde mittels Biolumineszenz Imaging kontrolliert und die Tiere nach erstmaliger Tumordetektion mit zwei unterschiedlichen fraktionierten Behandlungsschemata therapiert. Die Therapie mit 213Bi-Anti-EGFR-MAk führte zu einer signifikant verlängerten Überlebenszeit verglichen mit der untherapierten Kontrollgruppe. Histopathologische Untersuchungen zeigten, dass die Radioimmuntherapie mit 213Bi das tumorfreie, physiologische Urothel nicht schädigt. Die intravesikale Instillation von 213Bi-Anti-EGFR-MAk stellt somit eine vielversprechende Therapieoption für Patienten mit fortgeschrittenem Urothelkarzinom dar., In this study the fractionated intravesical therapy of advanced bladder carcinoma with 213Bi-Anti-EGFR-mAb was established in an orthotopic mouse model. The mice were intravesically instilled with EJ28-luc tumor cells, overexpressing EGFR. Tumor growth was observed via bioluminescence imaging and after the first detection carcinomas were treated with fractionated application of 213Bi-Anti-EGFR-mAb. Therapy led to a significantly prolonged survival time in comparison to the untreated control group. Histopathologically findings proved that the radioimmunotherapy using 213Bi doesn’t effect the tumour-free, physiological urothelium. Therefore the intravesical instillation of 213Bi-Anti-EGFR-mAb is a promising treatment option for patients suffering from urothelium carcinoma in an advanced stage.

Hypoxische Tumoren sind bekannt für ihre Aggressivität und ihr schlechtes Ansprechen auf die konventionellen antitumoralen Therapien. Die Selektion hypoxischer Tumoren bzw. die präzise intratumorale Lokalisierung hypoxischer Gewebeareale ist Voraussetzung, um diese Tumoren einer hypoxieadressierten Chemotherapie oder einer zielgenauen intensitätsmodulierten Radiotherapie zuführen zu können. Diese Studie konnte Eignung und Zuverlässigkeit des PET-Hypoxietracers [18F]FAZA zur Detektion hypoxischer EMT6-Tumoren im Mausmodell bestätigen. Die antitumoralen Therapien konnten in regelmäßigen [18F]FAZA-PET-Scans auf Grund der geringen Invasivität monitorisiert werden. Zudem wurde ein prädiktiver Wert von [18F]FAZA für das Ansprechen einer kombinierten Radiochemotherapie mit Tirapazamin an EMT6-Tumoren am Mausmodell nachgewiesen., Hypoxic tumors are known to show an aggressive growth as well as an increased tendency to metastasize combined with a poor response to conventional antitumoral therapies. Selection of hypoxic tumors and the precise intratumoral localization of hypoxic areas are preconditions to apply a special hypoxia-addressed chemotherapy or a target-oriented radiotherapy. This study proved applicability and reliability of the PET tracer [18F]FAZA for detecting hypoxic EMT6 tumors in a mouse model. Given the low invasive application of [18F]FAZA PET scans it was possible to periodically monitor the effectiveness of antitumoral therapies. Moreover, a predictive value of [18F]FAZA for the success of combined radiochemotherapy using the hypoxia-activated chemotherapeutic agent Tirapazamine in EMT6-bearing mice has been found.

Das Ziel der Arbeit war die Darstellung von initialen DNA-Schäden in Tumorzellen, verursacht durch Bestrahlung mit Alpha-Partikeln. Mit Hilfe des Comet Assays lassen sich sowohl DNA-Einzelstrangbrüche als auch -Doppelstrangbrüche auf dem Niveau einer einzelnen Zelle darstellen. Als Alpha-Strahler wurde Americium-241 verwendet. Für vergleichende Untersuchungen wurde auch der Gamma-Emitter Caesium-137 eingesetzt. Auf Grund von technischen Problemen bei der Durchführung sowohl des neutralen als auch des alkalischen Comet Assays nach Bestrahlung von Magenkarzinomzellen und humanen Lymphozyten ließen sich jedoch unterschiedliche DNA-Schäden, induziert durch Alpha- bzw. Gamma-Strahlung, nicht eindeutig nachweisen, Aim of this study was to differentiate DNA-double-strand-breaks from DNA-single-strand-breaks on a single cell level, using the comet assay after alpha- and gamma-irradiation. Americium-241 was used as a alpha-irradiation-source, Caesium-137 was used for gamma-irradiation. Because of technical problems with both the neutral and alkaline comet assay after irradiation of gastric cancer cells and human lymphocytes, no definite differentiation of DNA-damage was possible.

In in vitro Untersuchungen zum Cholin- und [18F]FDG-Transport in die Prostatakarzinomzelllinien LNCaP und PC-3 im Vergleich zur Kolonkarzinomzelllinie SW707 konnte die Überlegenheit von [11C]Cholin gegenüber [18F]FDG zur Darstellung des Prostatakarzinoms in der PET bestätigt werden. In Kinetikstudien und mittels Western Blot konnte gezeigt werden, dass der Cholintransport in Prostatakrzinomzellen durch den hochaffinen Cholintransporter CHT1 und einen niedrigaffinen, nicht sättigbaren Transport vermittelt wird. Eine zytotoxische Behandlung der Zellen mit dem Antiandrogen Bicalutamid und dem Chemotherapeutikum Docetaxel führte zu einer Steigerung der Cholingesamtaufnahme, änderte jedoch den spezifischen, CHT1-vermittelten Transport nicht., In vitro investigation of choline and [18F]FDG uptake in prostate cancer cell lines LNCaP and PC-3 compared to colon cancer cell line SW707 confirmed the superiority of [11C]Cholin compared to [18F]FDG for PET imaging of prostate cancer. Uptake kinetics and Western Blot analysis showed that choline uptake in prostate cancer cells is mediated by the high affinity choline transporter CHT1 and by a non saturable, low affinity transport. Cytotoxic treatment of the cells with the antiandrogen drug Bicalutamid and and the chemotherapeutic drug Docetaxel induced an increased total choline uptake, but did not show any effect on the CHT1 mediated specific choline uptake.

Das Prostatakarzinom metastasiert zuerst im Lymphsystem, wobei die primär betroffenen Lymphknoten sich in vielen und zum Teil schwer operablen Regionen befinden. Bei der Wächterlymphknotendiagnostik werden diese Lymphknoten radioaktiv markiert, szintigraphisch dargestellt und mit Hilfe einer Gammasonde selektiv entfernt. In dieser experimentellen Arbeit wurde der Einfluss der intraprostatischen Injektionstechnik auf die Anreicherung und Biokinetik des injizierten radioaktiven Kolloids in den Wächterlymphknoten und anderen Organen untersucht. Die zuverlässigste Darstellung der Wächterlymphknoten ergab sich nach mehrmaliger Injektion in beide Prostatalappen. Anhand der biokinetischen Daten wurde die Strahlenexposition des Patienten quantifiziert und die rechtfertigende Indikation nach §80 StrlSchV überprüft. Für die Gammasonden wurden praxisrelevante Qualitätskriterien eruiert. Darauf basierend erfolgte eine Quantifizierung der Messeigenschaften von kommerziell erhältlichen Sondensystemen., Prostate cancer spreads into the lymphatic system at first. The most involved lymph nodes are localized in many different lymph node groups which are often difficult to remove. With the Sentinel Lymph Node (SLN) technique these lymph nodes were labelled with 99mTc-Nanocolloid, followed by preoperative scintigraphy and intraoperative localisation with a handheld gamma probe. One aim of this experimental work was to investigate the influence of different intraprostatic injection techniques on accumulation and biokinetics of 99mTc-Nanocolloid in the SLNs and other Organs. The most reliable detection of the SLNs was achieved with several injections into both lobes of the prostate gland. The second goal was to determine the radiation exposure of the patient based on the biokinetic data. The radiation risk was justified by the improved detection of lymph node metastases with the SLN technique. The third aim was to evaluate essential quality criteria of gamma probes. Based on these findings the characteristics of commercial available probes were described.

Ziel der Arbeit war die Quantifizierung der Zytotoxizität von Bi-213-Immunkonjugaten in vitro abhängig von der Bindung und Internalisierung an ein tumorzellspezifisches Antigen (delta9-E-Cadherin) mittels klonogenem Test und Analyse von Chromosomenaberrationen. Die Überlebenskurven zeigten eine exponentielle Dosis-Wirkungsbeziehung, wobei Zellen mit tumorspezifischem Antigen allgemein stärker geschädigt wurden als Zellen ohne delta9-E-Cadherin. Auch bei den Chromosomenaberratioenen ergab sich qualitativ und quantitativ eine Abhängigkeit von der Spezifität der Bindeung der Bi-213-Immunkonjugate. Abschließender Teil der Arbeit war eine Abschätzung der Strahlendosis der verabreichten Bi-213-Immunkonjugate unter Berücksichtigung der Absättigung der Antigene mit Radioimmunkonjugaten., The aim of this study was to quantify in vitro cytotoxicity of Bi-213-immunoconjugates due to targeting a tumor cell-specific antigen (delta9-E-cadherin). Binding and internalizatiuon of the antibodies were also explored. Cytotoxicity was quantified by clonogenic aassays and analysis of chromosomal aberrations. The survival curves showed an exponential function of dose. Cells expressing the tumor cell-specific antigen were eliminated more efficiently than cells without the targeted antigen. Number and quality of chromosomal aberrations were also dependent on specific binding of the Bi-213-immunoconjugates. What dose wasreached by incubating the cells with radioimmunoconjugates was estimated depending on how many binding sites were saturated with Bi-213- immunoconjugates.