Stoffwechselvorgänge im MRT sichtbar

Schweizer Forscher von der ETH Zürich haben eine Methode entwickelt, mit deren Hilfe Stoffwechselvorgänge in Echtzeit in der Magnetresonanztomografie (MRT) sichtbar gemacht werden können.

  • Marianne Heukenkamp
  • geschrieben am: 19.03.2012
  • Autor: M. Heukenkamp
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Wie die online-Ausgabe der VDI-Nachrichten unter Berufung auf die ETH Zürich (Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, eine technisch-naturwissenschaftliche Universität) berichtet, ist es Forschern der Einrichtung gelungen, Kohlenstoffatome zu polarisieren, so dass sie im MR-Scan dargestellt werden. Das bildgebende Verfahren der Magnetresonanztomografie beruht auf der magnetischen Beeinflussung von Wasserstoffatomen, die dabei ein Signal abgeben, das zum Aufbau eines Bildes verwendet wird. Kohlenstoffatome lassen sich wesentlich weniger gut magnetisch beeinflussen und senden daher auch keine so starken Signale. Aber gerade sie sind zentral an den Stoffwechselvorgängen unseres Körpers beteiligt.

Die Schweizer Forscher haben nun mit Hilfe ihres Verfahrens der dynamischen Kernpolarisierung Kohlenstoffatome polarisiert. Gearbeitet wurde dabei mit einer organischen, körpereigenen Kohlenstoffverbindung, dem Pyruvat (Anion der Brenztraubensäure), einer Verbindung, die zum Beispiel beim Glukose-Abbau in den Zellen entsteht und dann in  verschiedenen Stoffwechselprozessen anaerob oder aerob weiter verwertet wird. Die magnetisch aktive Substanz kann einem Patienten als eine Art Kontrastmittel injiziert werden. Was der Stoffwechsel dann mit dem Pyruvat macht, an welche Stellen es mit der Durchblutung transportiert wird, wo es stärker oder weniger stark abgebaut wird, lässt sich in Echtzeit am MRT-Gerät beobachten.

Solche Stoffwechselvorgänge konnten bislang nur mit dem bildgebenden Verfahren der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) sichtbar gemacht werden. Hier wird jedoch ein radioaktives Isotop als Kontrastmittel verabreicht, was den Patienten einer radioaktiven Belastung aussetzt.

Die Darstellung von Stoffwechselaktivitäten lassen Aufschlüsse über besser und schlechter durchblutete Körperbereiche zu, aus denen sich zum Beispiel Erkenntnisse über die Durchblutung der Herzmuskulatur oder die Wirksamkeit von Tumormedikamenten in der Chemotherapie gewinnen lassen.

Bisher ist das Verfahren in Tierenversuchen erprobt worden. An seiner Entwicklung für den klinischen Einsatz in der Humanmedizin wird derzeit gearbeitet.