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Medizin

Neues MRT-Verfahren macht Hirntumoren besser sichtbar

Montag, 2. März 2020

Die rote Linie markiert das Tumorareal; der farbige Kontrast zeigt den Sauerstoff-Stoffwechsel an. Wie vom Warburg-Theorem vorhergesagt, ist der Sauerstoff-Umsatz im Tumor reduziert (blau). /Paech, Radiology
Die rote Linie markiert das Tumorareal; der farbige Kontrast zeigt den Sauerstoff-Stoffwechsel an. Wie vom Warburg-Theorem vorhergesagt, ist der Sauerstoff-Umsatz im Tumor reduziert (blau). /Paech, Radiology

Heidelberg – Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) in Heidelberg haben ein Verfahren entwickelt, um Hirntumoren im Magnetresonanz­tomografen genauer darzustellen. Sie verwenden dabei eine stabile, nicht radioaktive Variante des Sauerstoffs. Die Arbeit ist in Radiology erschienen (2020; doi: 10.1148/radiol.2020191711).

Tumorzellen unterscheiden sich in ihrem Stoffwechsel deutlich von gesundem Gewebe. Insbesondere bevorzugen sie einen anaeroben, also sauerstofffreien Stoffwechsel – auch dann, wenn ihnen ausreichend Sauerstoff zur Verfügung steht. Bekannt wurde dieses Phänomen unter dem Namen Warburg-Effekt.

Die neue Technik der DKFZ-Forscher um Daniel Paech zeigt den sauerstoffabhängigen Stoffwechsel des Gewebes sehr genau an. Die Wissenschaftler verwenden dafür „17O2“ – ein Gas, das in geringen Mengen auch in der Atemluft vorkommt. Die Probanden atmen diesen besonderen Sauerstoff in angereicherter Form ein. Überall, wo in den Körpergeweben Sauerstoff verstoffwechselt wird, geht 17O2 eine Verbindung mit Wasserstoff ein. Dadurch wird es im Magnetfeld des MRT nachweisbar. Gewebe, das viel Sauerstoff umsetzt, erscheint daher im Bild hell.

Die Wissenschaftler haben zunächst gesunde Probanden mit dem Sauerstoff-MRT untersucht. Wie erwartet lassen deren Gehirne in der Bildgebung einen hohen Sauerstoffumsatz erkennen. Dann untersuchten die Forscher 10 Probanden, bei denen ein Gehirntumor diagnostiziert worden war. „Das Ergebnis war wirklich eindrücklich: Die Tumoren erschienen im Bild als dunkle Flecken, weil hier kein Stoffwechsel mit Sauerstoff stattfand“, schildert Paech. Dies war bei höhergradigen aggressiven Tumoren als auch bei weniger aggressiven niedriggradigen Tumoren der Fall.

„Wir sehen das Verfahren als ergänzend zur strukturellen MRT-Bildgebung, um Unterschiede zwischen Tumor und gesundem Gewebe auszumachen“, so Paech. „Die zusätzlichen Informationen könnten künftig dabei helfen, Tumoren anhand ihres besonderen Stoffwechsels noch präziser zu charakterisieren.“

Allerdings ist angereichertes 17O2 im Augenblick sehr teuer, wobei Paech davon ausgeht, dass die Produktionskosten sinken könnten, wenn das Molekül in größerem Maßstab hergestellt würde.

Die neue Methode wurde am 7-Tesla MRT des DKFZ als Kooperationsarbeit der Abteilungen Radiologie und Medizinische Physik in der Radiologie entwickelt. © hil/aerzteblatt.de

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