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Durchbruch für neues Diagnose-Verfahren

Durchbruch für neues Diagnose-Verfahren

Foto: Modell des Xenon-Käfigs

Den Wissenschaftlern ist nun ein entscheidender Durchbruch gelungen. Durch optimierte Aufnahmetechniken können sie Biomarker innerhalb von 100 Sekunden mit einer Genauigkeit abbilden, für die ein Patient bei bisherigen Techniken 1100 Jahre stillhalten müsste. Mithilfe solcher „Xenon-Biosensoren“ könnten Ärzte einmal ganz neue Einblicke in den menschlichen Körper gewinnen.

Der Blick ins Innere des Körpers hat die Medizin revolutioniert – viele Erkrankungen oder innere Verletzungen erkennen Ärzte heute dank moderner bildgebender Diagnostik, indem sie den menschlichen Körper mit Radiowellen oder radioaktiven Isotopen durchleuchten. Doch dieser Blick ist noch immer beschränkt: Im Kernspintomographen (MRT) kann man zwar hervorragend unterschiedliche Gewebearten sichtbar machen, aber wenig Feinheiten wie Zelltypen oder Stoffwechselprodukte in geringer Konzentration erkennen. Das gelingt besser mit der Positronenemissions-Tomographie (PET) mithilfe von radioaktiven Isotopen, doch hier ist die räumliche Auflösung geringer und die Diagnose ist mit Strahlenbelastung verbunden.

Die Vorteile beider Methoden könnte einmal ein ganz neues Verfahren vereinen, an deren Grundlagen derzeit am Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie (FMP) gearbeitet wird. Hier entwickelt der Physiker Leif Schröder mit seiner Arbeitsgruppe ein trickreiches Prozedere, das Ärzten einmal detailliertere Bilder als bislang bieten soll. Wie beim MRT nützt auch Leif Schröder den Kernspin von Atomkernen, die sich in sehr hohen Magnetfeldern entsprechend dem Magnetfeld ausrichten. Je nach chemischer Umgebung treten sie dann mit Radiowellen in Wechselwirkung, ein Computer kann aus den zurückgesandten Signalen ein Bild errechnen. Anders als beim herkömmlichen Verfahren messen die Forscher am FMP aber nicht die Resonanz von Wasserstoff-Atomen, die im menschlichen Körper zwar allgegenwärtig sind, aber nur schwache Signale aussenden. Stattdessen reichern sie die Proben mit „hyperpolarisiertem“ Xenon an, dessen Atomkerne in Summe weit stärkere Signale aussenden.

Die Vision geht dahin, dass Patienten einmal das ungiftige Edelgas einatmen werden, so dass es sich zunächst in der Lunge und über das Blut im Körper verteilt. Zugleich bekäme der Patient maßgeschneiderte Biosensoren injiziert, die sich je nach Fragestellung zum Beispiel an bestimmte Tumorzellen oder auch an Arteriosklerose-Plaques anheften könnten. Die Biosensoren fangen zugleich mittels einer besonderen Käfigstruktur die Xenonatome ein, und die gesuchten Moleküle oder Zellen werden so im Magnetfeld sichtbar.

MEDICA.de; Quelle: Leibniz Institut für Molekulare Pharmakologie (FMP)

 
 
 

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