Skip to main content
Log in

Zweiphotonenfluoreszenz okulärer Melanome

Versuche zu einer neuen diagnostischen Methode

Two-photon fluorescence of ocular melanomas

Studies on a new diagnostic method

  • Originalien
  • Published:
Der Ophthalmologe Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Das Aderhautmelanom ist unter den malignen okulären Tumoren die häufigste primäre Neoplasie. Da eine Filialisierung häufig schon vor der Erstdiagnose des Primärtumors vermutet wird, ist eine Früherkennung dringend wünschenswert.

Das Ziel der in diesem Beitrag beschriebenen Untersuchungen ist es, eine objektive, nichtinvasive Methode zur Diagnose des Aderhautmelanoms zu entwickeln. Das zugrundeliegende neue Prinzip der Fluoreszenzanregung wird dargestellt. Dieses beruht darauf, dass Melanin aufgrund seines einzigartigen Absorptionsverhaltens selektiv mittels einer stufenweisen Absorption von zwei Photonen eines bei 800 nm emittierenden Femtosekundenlasers zur Fluoreszenz angeregt wird. In dem beschriebenen Versuch wird die Fluoreszenz von exzidiertem gesundem Pigmentepithel-Aderhaut-Gewebe mit der eines exzidierten Aderhautmelanoms verglichen.

Die Fluoreszenz von Aderhautmelanomen zeigte sich dabei mehr rot-verschoben und von geringerer Intensität als die von gesundem Gewebe. Daraus lässt sich schließen, dass sich die Konfiguration des Melanins offenbar im Prozess der malignen Entartung verändert.

Die hier beschriebene Methode könnte somit als beweisende objektive Diagnostik vor der Therapie von Aderhautmelanomen dienen.

Abstract

Choroidal melanoma is the most frequent form of primary neoplasia among malignant ocular tumors. Since it is presumed that metastasis often occurs before the primary tumor is first diagnosed, early detection is exigent.

The aim of the studies described in this report was to develop an objective, noninvasive method for the diagnosis of choroidal melanoma. The underlying new principle of fluorescence excitation is presented. This is based on the observation that melanin, due to its unique absorption characteristics, is selectively excited into fluorescence via stepwise absorption of two photons of a femtosecond laser emitting at 800 nm. In the experiment described, the fluorescence of excised tissue from healthy choroidal pigment epithelium was compared to that of excised choroidal melanoma.

The fluorescence of choroidal melanomas exhibited a more reddish appearance and less intensity than that of healthy tissue. This implies that the configuration of melanin apparently changes during the process of malignant degeneration.

The method described here could thus serve as an evidentiary objective diagnostic technique before initiating treatment for choroidal melanomas.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3

Literatur

  1. Cree IA (2000) Cell cycle and melanoma—two different tumors from the same cell type. J Pathol 191:112–114

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  2. Cubeddu R, Taroni P, Hu DN et al. (1999) Photophysical studies of A2-E, puritative precursor of lipofuscin, in human retinal pigment epithelial cells. Photochem Photobiol 70:172–175

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  3. Docchio F, Boulton M, Cubeddu R et al. (1991) Age-related changes in the fluorescence of melanin and lipofuscin granules of the retinal pigment epithelium: A time-resolved fluorescence spectroscopy study. Photochem Photobiol 54:247–253

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  4. Eskelin S, Pyrhonen S, Summanen P et al. (2000) Tumor doubling times in metastatic malignant melanoma of the uvea: tumor progression before and after treatment. Ophthalmol 107:1443–1449

    Article  CAS  Google Scholar 

  5. Hoffmann K, Stücker M, Altmeyer P et al. (2001) Selective femtosecond pulse-excitation of melanin fluorescence in tissue. J Invest Dermatol 116:629–630

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  6. Leupold D, Teuchner K, Freyer W et al. (2004) Change of eumelanin/ pheomelanin ratio in the process of malignant degeneration of skin tissue. (submitted)

  7. Mueller AJ, Freeman WR, Folberg R et al. (1999) Evaluation of microvascularisation pattern visibility in human choroidal melanomas: comparison of confocal fluorescein with indocyanine green angiography. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 237:448–456

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  8. Prescher G, Bornfeld N, Hirche H et al. (1996) Prognostic implications of monosomy 3 in uveal melanoma. Lancet 347:1222–1225

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  9. Sarna T (1992) Properties and function of the ocular melanin—A photobiophysical view. J Photochem Photobiol B Biol 12:215–258

    Article  CAS  Google Scholar 

  10. Singh AD (2001) Uveal melanoma: implications of tumor doubling time. Ophthalmol 108:829–830

    Article  CAS  Google Scholar 

  11. Teuchner K, Freyer W, Leupold D et al. (1999) Femtosecond two-photon excited fluorescence of melanin. Photochem Photobiol 70:146–151

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  12. Teuchner K, Ehlert J, Freyer W et al. (2000) Fluorescence studies of melanin by stepwise two-photon femtosecond laser excitation. J Fluoresc 10:275–281

    Article  CAS  Google Scholar 

  13. Teuchner K, Mueller S, Freyer W et al. (2003) Femtosecond two-photon excited fluorescence of melanin. In: Belfield KD, Caracci SJ, Kajzar F, Lawson CM, Yeates AT (eds) Multiphoton absorption and nonlinear transmission processes: materials, theory and application. Proc SPIE 4797, S 211–219

  14. Teuchner K, Leupold D, Becker W et al. (2004) Verfahren zur Iden.jpgizierung von Melaninsorten. Patent-DE 102 39 028. Eingereicht: 21.08.2002. Erteilt: 29.07.2004

Download references

Interessenkonflikt:

Der korrespondierende Autor versichert, dass keine Verbindungen mit einer Firma, deren Produkt in dem Artikel genannt ist, oder einer Firma, die ein Konkurrenzprodukt vertreibt, bestehen.

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to M. Schneider.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Schneider, M., Teuchner, K. & Leupold, D. Zweiphotonenfluoreszenz okulärer Melanome. Ophthalmologe 102, 703–707 (2005). https://doi.org/10.1007/s00347-004-1171-5

Download citation

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s00347-004-1171-5

Schlüsselwörter

Keywords

Navigation