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Arzt aus Diedersen entwickelt neues MRT-Verfahren bei Gehirntumoren

Ohne Kontrastmittel? Ja, mit Zucker!

DIEDERSEN/HEIDELBERG. Wissenschaftlern im Deutschen Krebsforschungszentrum ist es gelungen, Gehirntumore mit einem neuen MRT-Verfahren sichtbar zu machen. Statt der Kontrastmittel, die für den Körper belastend sein können, nutzen sie eine Zuckerlösung. Unter den Wissenschaftlern ist auch Dr. Daniel Paech aus Diedersen.

veröffentlicht am 28.06.2017 um 16:15 Uhr
aktualisiert am 28.06.2017 um 17:00 Uhr

Links die Darstellung eines Hirntumors mit konventioneller, kontrastmittelverstärkter MRT, rechts die Glukose-MRT Bildgebung bei sieben Tesla. Foto: Paech/RSNA
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Wissenschaftlern im Deutschen Krebsforschungszentrum ist es in Zusammenarbeit mit Kollegen des Universitätsklinikums Heidelberg gelungen, Gehirntumoren mit einem neuen MRT-Verfahren sichtbar zu machen. Statt der üblichen Kontrastmittel, die für den Körper belastend sein können, nutzen sie eine einfache Zuckerlösung. Unter den Wissenschaftlern ist auch Dr. Daniel Paech aus Diedersen.

Paech wurde in Hameln geboren und wuchs in Diedersen auf. Nach dem Abitur am Hamelner Albert-Einstein-Gymnasium im Jahr 2005 absolvierte er seinen Zivildienst im Kreiskrankenhaus Hameln, bevor er in Heidelberg und Karlsruhe parallel Physik und Humanmedizin studierte. Darüber hinaus war er zwölf Jahre lang als Jugendleiter im Hamelner Schwimmverein tätig. Seit Anfang 2016 arbeitet Peach im Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg.

Bei einer Magnetresonanztomografie (MRT) verbessern Kontrastmittel die bildliche Darstellung der Gewebestrukturen. Sie verstärken die Signale in den Blutgefäßen und im Raum zwischen den Zellen, gelangen jedoch nicht ins Zellinnere. Glukose (Traubenzucker) hingegen wird in die Körperzellen aufgenommen und dort abgebaut. Besonders Tumorzellen sind süchtig nach Zucker, um ihren hohen Energiebedarf zu decken. Die Beobachtung der Zucker-Stoffwechselaktivität könnte daher Krebsherde oder sogar besonders aggressiv wachsende Tumorareale identifizieren. Radiologen und Physikern aus dem Deutschen Krebsforschungszentrum ist diese neue Art der Bildgebung nun gelungen.

Dr. Daniel Paech. Foto: dkfz
  • Dr. Daniel Paech. Foto: dkfz

Die klassische MRT beruht auf der Messung der Signale von Protonen im Wasser. Da der Körper zu über 60 Prozent aus Wasser besteht, entsteht so ein deutliches Bild. Um den viel geringer konzentrierten Traubenzucker sichtbar zu machen, benutzen die DKFZ-Forscher einen Hochfeld-Tomographen mit einer Magnetfeldstärke von sieben Tesla und eine spezielle Methode, um das Glukose-Signal selektiv zu verstärken. Damit lässt sich eine ausreichende Signalstärke erzielen, die es ermöglicht, die Änderungen der Zuckerkonzentration im Hirngewebe nach der Injektion von Glukoselösung sichtbar zu machen.

Das der Methode zu Grunde liegende physikalische Prinzip ist der „Magnetisierungstransfer-Effekt“. Dieser ist seit Jahrzehnten bekannt, konnte bislang aber noch nicht für die Glukose-Bildgebung beim Menschen genutzt werden. Beim Magnetisierungstransfer wird das Signal der Glukose-Protonen auf das im MRT gemessene körpereigene Wasser übertragen. Der Effekt ist proportional zur lokalen Glukosekonzentration und bildet daher die regionale Veränderung der Zuckerkonzentration ab. Die für die Glukose-Messung benötigte Menge an Traubenzucker entspricht etwa fünf Stück Würfelzucker.

Der Physiker Patrick Schünke und der Arzt und Physiker Daniel Paech konnten in ihrer aktuellen Arbeit sowohl die Änderung des Glukosesignals von gesunden Hirnarealen als auch die krankhafte Änderung in Hirntumoren beim Menschen beobachten.

Mit einem anderen Messverfahren, der Positronenemissions-Tomographie (PET), machen Wissenschaftler bereits seit Jahrzehnten den erhöhten Zuckerverbrauch in Tumoren sichtbar. Allerdings sind dazu radioaktiv markierte Zuckermoleküle notwendig. „Unsere Glukose-MRT dagegen kommt ohne jegliche Radioaktivität und somit ohne eine Strahlenbelastung für den Patienten aus“, sagt Daniel Paech, der Erstautor der Arbeit.



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