Neuartige Krebs-Diagnostik: Laserlicht & Glasfaser

Jenaer Forscher präsentieren kompaktes Gerät für die schnelle,
operationsbegleitende Gewebe-Analyse

Krebs – diese Diagnose trifft fast jeden zweiten Deutschen
irgendwann in seinem Leben. Es ist die zweithäufigste Todesursache
hierzulande. Aber je früher die Krankheit festgestellt wird, desto
größer sind die Chancen, sie zu überleben. Eine bahnbrechende neue
Methode, um Tumore mit Laserlicht schnell, schonend und sicher zu
erkennen, stellt ein Jener Forscherteam als Highlight der Leitmesse
„Laser World of Photonics“ vom 24. bis 27. Juni 2019 in München vor.
Erstmalig präsentiert das Leibniz-Institut für Photonische
Technologien (Leibniz-IPHT) dort ein kompaktes Gerät für die schnelle
operationsbegleitende Krebsdiagnostik. Das optische Verfahren soll
Chirurgen künftig dabei unterstützen, Tumore exakter zu entfernen und
könnte perspektivisch Krebs-Operationen ganz ohne Skalpell möglich
machen.

Bis zu vier Wochen können vergehen, bis Patienten Sicherheit
darüber haben, ob bei einer Krebs-Operation wirklich der gesamte
Tumor entfernt worden ist. Eine Zeit quälender Ungewissheit – in der
sich eventuell verbliebene Tumorzellen bereits wieder vermehren
können. Ein Jenaer Wissenschaftlerteam hat nun ein Diagnoseverfahren
erforscht, das die bisherige Prozedur revolutionieren könnte: Mit
Laserlicht machen die Forscher krebsartiges Gewebe sichtbar. So
können sie dem Operationsteam in Echtzeit Informationen liefern, um
Tumore und Tumorränder sicher zu identifizieren und zu entscheiden,
wie viel Gewebe weggeschnitten werden muss.

Möglich macht dies ein kompaktes Mikroskop, das ein Forscherteam
des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT),
der Friedrich-Schiller-Universität, des Universitätsklinikums sowie
des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik in
Jena entwickelte. Es kombiniert drei Bildgebungstechniken und erzeugt
anhand von Gewebeproben während der Operation räumlich hoch
aufgelöste Bilder der Gewebestruktur. Eine Software macht Muster und
molekulare Details sichtbar, verarbeitet werden sie mithilfe von
künstlicher Intelligenz. Die automatisierte Analyse ist schneller und
verspricht ein verlässlicheres Ergebnis als die derzeit übliche
Schnellschnitt-Diagnostik, die nur von einem erfahrenen Pathologen
ausgewertet werden kann und immer noch nachträglich abgesichert
werden muss.

Das optische Diagnose-Verfahren, für das die Jenaer
Wissenschaftler 2018 mit dem renommierten Kaiser-Friedrich-Preis
ausgezeichnet wurden, hilft zu vermeiden, dass ohnehin geschwächte
Patienten sich einer erneuten Operation unterziehen müssen. So trägt
es maßgeblich zu dazu bei, ihre Heilungschancen zu verbessern. In
fünf Jahren könnte das kompakte Mikroskop in der Klinik stehen,
prognostiziert Professor Jürgen Popp, wissenschaftlicher Direktor des
Leibniz-IPHT, der den Laser-Schnelltest mit erforschte.

Dem deutschen Gesundheitssystem könnte das erhebliche Kosten
einsparen. „Eine Minute im Operationssaal ist die teuerste Minute im
gesamten Klinikbetrieb“, erläutert Professor Orlando
Guntinas-Lichius, Direktor der Klinik für Hals-, Nasen- und
Ohrenheilkunde am Universitätsklinikum Jena. Derzeit werden etwa bei
Tumoren im Kopf-Hals-Bereich nach knapp jeder 10. Operation
nachträglich Krebszellen aufgefunden.

Und die Jenaer Forscher denken bereits weiter. Sie forschen an
einer Lösung, wie sie die einzigartigen Eigenschaften des Lichts dazu
nutzen können, Tumore im Inneren des Körpers frühzeitig zu erkennen
und gleich zu entfernen. „Dafür brauchen wir neuartige Verfahren, die
nicht mehr mit starren Optiken funktionieren, sondern mit flexiblen
Endoskopen“, so Jürgen Popp. Solche Fasersonden fertigen Technologen
am Leibniz-IPHT: Glasfasern, dünner als ein menschliches Haar. Sie
eröffnen einen Weg zu einer minimal-invasiven Medizin, die eine
schonende Diagnose und Heilung möglich macht. „Unsere Vision“, sagt
Jürgen Popp, „ist es, Licht zu nutzen, um den Tumor nicht nur zu
identifizieren, sondern ihn gleich zu entfernen. Dann müssen
Mediziner gar nicht mehr mit einem Skalpell schneiden, sondern wären
in der Lage, den Tumor lichtbasiert Schicht für Schicht abzutragen,
um den Patienten komplett tumorfrei zu bekommen.“ In zehn bis
fünfzehn Jahren will das Forscherteam eine Lösung erarbeiten. Das,
prophezeit Popp, „wäre ein Riesenschritt in eine ganz neue
Tumordiagnostik und -therapie.“

Die Forschungsarbeiten wurden gefördert von der Europäischen
Union, dem Bundesministerium für Bildung und Forschung, dem Freistaat
Thüringen, der Deutschen Forschungsgemeinschaft, der Stiftung für
Technologie, Innovation und Forschung Thüringen und dem Fonds der
Chemischen Industrie.

Stand auf der „Laser Worls of Photonics“

Das Leibniz-IPHT präsentiert das neuartige Gerät für die
Krebs-Diagnose am Messestand „Photonik in den Lebenswissenschaften“
in Halle B2.350

Das Leibniz-Institut für Photonische Technologien

Im Mittelpunkt der Forschung am Leibniz-IPHT steht das Licht.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen innovative
photonische Verfahren und Werkzeuge für die Anwendung in der
klinischen Diagnostik, etwa der Infektions- und Krebsdiagnostik, der
Pharmazie und Prozesskontrolle sowie in der Lebensmittel- und
Umweltsicherheit. Ein wesentliches Ziel ist es, die Translation zu
beschleunigen: die Umsetzung von Forschungsergebnissen in die Praxis
– from ideas to instruments. Für seine technologischen Lösungen für
eine verbesserte Diagnostik von Krebs und Infektionskrankheiten wurde
das Leibniz-IPHT vielfach ausgezeichnet, zuletzt etwa mit dem vom
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) vergebenen
Ralf-Dahrendorf-Preis für den Europäischen Forschungsraum, dem
Thüringer Forschungspreis 2019, dem Kaiser-Friedrich-Forschungspreis
2018 sowie dem 3. Preis des Berthold-Leibinger-Innovationspreises
2018.

www.leibniz-ipht.de

Pressekontakt:
Daniel Siegesmund
Abteilungsleiter
Öffentlichkeitsarbeit und Forschungsmarketing

Leibniz-IPHT // JenaPhotonics®

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