Krankhafte Stoffwechsel­vorgänge: Neue Methode für MRT-Darstellung

Freiburg/Ulm – Eine neue Methode erlaubt es, mit der Hilfe von biologischen Kontrastmitteln und mittels metabolischer Magnetresonanztomografie (MRT) krankhafte Stoffwechselvorgänge live zu beobachten. Das berichtet ein Forschungsteam des Universitätsklinikums Freiburg, des Deutschen Konsortiums für Transla­tionale Krebsforschung (DKTK) und weiterer Standorte im Fachmagazin Angewandte Chemie International Edition (2023, DOI: 10.1002/anie.202306654).

„Wir haben einen Weg gefunden, um biologische Kontrastmittel einfach, schnell und sicher herzustellen, die sogar den Stoffwechsel sichtbar machen. Damit können wir den Krebsstoffwechsel in Echtzeit beobachten, was völlig neue Perspektiven für die Krebsmedizin eröffnet“, erläutert der Studienleiter Andreas Schmidt, Leiter der Forschungsgruppe „Hyperpolarisierung und metabolischen MRT“ in der Abteilung Medizinphysik der Klinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie des Universitätsklinikums Freiburg.

Im MRT werden bekanntlich magnetische Eigenschaften von Molekülen erfasst. Das neue Verfahren setzt auf eine Hyperpolarisation. Dabei werden die magnetischen Eigenschaften für eine bestimmte Zeit enorm ver­stärkt, so dass das Signal deutlicher ist als üblich. Biologisch verhalten sich die Moleküle laut den Forschern aber wie zuvor.

Die Arbeitsgruppe beschreibt in der Publikation zwei wichtige Meilensteine: Die rasche Herstellung hoch­polarisierten Pyruvats in einer verträglichen, wässrigen Lösung. Pyruvat ist ein häufiges Molekül im Körper und an zentralen Stoffwechselvorgängen beteiligt.

Mit der derzeit etablierten Methode dauerte die Herstellung der Kontrastmittel laut den Forschern etwa eine Stunde oder länger und war technisch sehr aufwändig.

Zweitens konnten die Forscher die Umwandlung des Pyruvats in Laktat und Alanin im Tiermodell nachweisen. Diese Umwandlungen im Energiestoffwechsel wurden in früheren Studien bereits als hilfreicher diagnostischer Marker identifiziert.

hil