Ein Tumor besteht aus entarteten, unkontrolliert wachsenden Zellen, die in das umliegende gesunde Gewebe wuchern. Tumorzellen vermehren sich sehr schnell und haben daher viel mehr Bedarf an Energie und Stickstoffverbindungen als gesunde Zellen. Um diesen Bedarf zu decken, nehmen die Krebszellen besonders viel Protein, insbesondere Serumalbumin (HSA), aus dem Blut auf, während dies bei gesunden Zellen nicht der Fall ist.

Dr. Hannsjörg Sinn † war als Senior Scientist beim Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg im Bereich Radiochemie und Radiopharmakologie tätig. Er entdeckte einen Weg, wie bereits zugelassene Wirkstoffe, wie z.B. Methotrexat (MTX) erfolgreich an Albumin als Carrier gekoppelt werden können, um sie nach dem trojanischen Prinzip in Tumorzellen einzuschleusen. Dieser ideale Träger verbirgt den Wirkstoff so lange bis er im Zielort, dem Tumor, enzymatisch freigesetzt wird. So kann das kranke Gewebe gezielt therapiert werden.

Durch die selektive Anreicherung im Tumor wird die breite Palette der gravierenden Nebenwirkungen reduziert. Aufgrund der Koppelung von MTX-HSA bleibt der Wirkstoff zudem wesentlich länger im gesamten Blutkreislauf des Körpers erhalten. Die pharmakologische Halbwertszeit von MTX-HSA liegt bei rund 19 Tagen. Das heißt, MTX-HSA entfaltet eine rund 150-fach längere Einwirkung gegenüber rein verabreichtem MTX – hier liegt die Halbwertszeit bei einer halben bis zu drei Stunden.

Das Team vom DKFZ erkannte im Rahmen seiner Forschungen zudem, dass MTX-HSA auch bei entzündlichen Prozessen wie z.B. rheumatoider Arthritis erfolgreich eingesetzt werden kann.

Parallel zur Koppelung von MTX an HSA entwickelte das Team am Deutschen Krebsforschungszentrum Heidelberg Ende der 80er-Jahre eine Methode zur Beladung von Albumin mit Fluoreszenzfarbstoff. Damit wurde die Möglichkeit für eine positive Tumordiagnostik geschaffen.

Ein albumingebundener Fluoreszenzfarbstoff, der in der intraoperativen Tumordiagnostik bei malignen Gehirntumoren im Rahmen einer Phase I/II-Studie untersucht wurde, zeigte hohe Kontraste, geringes Ausbleichen und eine durch die Bindung an Albumin bedingte lange intrazelluläre Verweildauer im Tumor.1

Diese durch UV-Licht darstellbare Fluoreszenz stellt eine weitere Möglichkeit der intraoperativen Bildgebung und der Kontrolle während eines operativen Eingriffes dar. Die Tumorgängigkeit des Aminofluorescein-HSA-Konjugates (AFL-HSA) ist der sichtbare Beweis für die Funktionsfähigkeit des Konzeptes der Nutzung von Albumin als Trägersubstanz. Gleichzeitig weist die Tumorgängigkeit bei Glioblastomen nach, dass Albuminkonjugate die Blut-Hirn-Schranke bei Glioblastomen in der Regel passieren.

Entscheidend für das Verhalten der Konjugate sind die dominanten pharmakokinetischen Eigenschaften des Albumins. Durch die Bindung von Zytostatika an das Makromolekül Albumin erfolgt eine gezieltere Aufnahme in Tumoren.