Non-linear Micro-Spectroscopy – new Ways to diagnose white Skin Cancer?

In diesem Beitrag wird das Potential der Kombination von kohärenter anti-Stokesscher Raman Streuung (CARS), zwei-Photonen angeregter Fluoreszenz (TPEF) und Frequenzverdopplung (SHG) für Detektion von Neoplasien der Haut vorgestellt. Der Kontrast in CARS-Bildern beruht auf molekularen Schwingungen. Konzentriert man sich hierbei auf die symmetrische Streckschwingung von CH2-Gruppen, kartieren CARS-Bilder die Verteilung von CH2-reichen Lipiden. Hingegen liefert TPEF Information über die Verteilung von verschiedenen endogenen Fluorophoren der Haut, z. B. NADH, Elastin oder Melanin. Erg€anzt werden CARS und TPEF durch SHG, welche Strukturen ohne Inversionssymmetrie aufzeigt. In dermatologischer Applikation spiegeln SHG-Bilder die Verteilung des makromolekularen Faserproteins Kollagen wieder [1]. Durch die Kombination von CARS, TPEF und SHG - auch multimodale Bildgebung genannt - erhält man somit Informationen über unterschiedliche Organisationsstufen des Tumors - diese sind: molekulare Gruppen (CARS), Moleküle (TPEF) sowie supermolekulare Strukturen (SHG). Um die Funktionalität der multimodalen Bildgebung zu unterlegen, wurden Schichtschnitte von weißem Hautkrebs untersucht. Als Ergebnis werden kontrastreiche Bilder zur Evaluation der Probenmorphologie erhalten. Darüber hinaus sind Informationen €uber entscheidende Tumormerkmale erh€altlich: (1) den Lipidmetabolismus, (2) die Tumor-Stroma-Interaktion sowie (3) der Bioenergetik des Tumors. Damit k€onnte sich die multimodale Bildgebung in den kommenden Jahren zur Schlüsseltechnologie der hochaufgelösten Krebsdiagnostik und Prognostik entwickeln [2].