Zucker statt Kontrastmittel

Mit der Positronenemissions-Tomografie (PET) machen Wissenschaftler bereits seit Langem Tumorgewebe aufgrund ihres erhöhten Zuckerverbrauchs sichtbar. Dazu sind aber radioaktiv markierte Zuckermoleküle notwendig. Die klassische MRT misst Signale von Protonen im Wasser. Drei Parameter bestimmen dabei den Kontrast eines MRT-Bildes: Protonendichte, T1 (longitudinale Relaxationszeit) und T2 (transversale Relaxationszeit). Da der Körper zu etwa 50 Prozent aus Wasser besteht, wird dieses praktisch überall abgebildet. Für die Detektion der Glucose mittels MRT wird eine Menge benötigt, die etwa fünf Stück Würfelzucker entspricht. Forscher des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) benutzen dafür aktuell einen Hochfeld-Tomografen mit einer Magnetfeldstärke von 7 Tesla und ein physikalisches Prinzip: den schon lange bekannten „Magnetisierungstransfer-Effekt“. Es lassen sich nämlich zwei Protonenkomponenten nach ihren magnetischen Eigenschaften unterscheiden: frei bewegliche Wasser-Protonen sowie Protonen mit reduzierter Mobilität in größeren Molekülen. Vor allem die T2-Zeiten unterscheiden sich deutlich. Entscheidend für den Effekt ist, dass beide Protonen-Gruppen sich durch intermolekulare Prozesse (Spin-Spin-Wechselwirkungen) gegenseitig beeinflussen. Das Signal der Glucose-Protonen wird also auf das im MRT gemessene körpereigene Wasser übertragen. Der Effekt ist proportional zur lokalen Glucosekonzentration und bildet daher die höheren Konzentrationen im Tumorgewebe ab. Noch konnten die Forscher am DKFZ aber nicht alle Fragen zur neuen Messmethode vollständig klären. „Wir wissen noch nicht, wie die Anteile der gemessenen Glucose zwischen Gefäßen und Extrazellularraum einerseits und dem Zellinneren andererseits verteilt sind. Wenn sich bestätigt, dass wesentliche Signale vom Zucker aus dem Zellinneren herrühren, würde das für die Tumor- und funktionelle MRT-Bildgebung eine wichtige Zusatzinformation bedeuten“, sagt der Radiologe Heinz-Peter Schlemmer. |