Edelgas sorgt für besseren Durchblick
Durch die Kombination von zwei Tricks konnte der Physiker Dr. Leif Schröder die Magnetresonanz-Tomographie so verbessern, dass bestimmte Biomoleküle im Körperinneren dargestellt werden können. Dafür zeichnet das Deutsche Krebsforschungszentrum den Wissenschaftler mit dem Emil Salzer-Preis 2008 aus.
Aus der medizinischen Diagnostik ist die Magnetresonanz- oder Kernspintomographie (MRT) nicht mehr wegzudenken, da das Verfahren besonders gut zwischen verschiedenen Geweben differenzieren kann. Für viele diagnostische Fragestellungen wäre es jedoch ideal, die Verteilung einzelner Biomoleküle, die etwa auf bestimmte Krankheiten hinweisen, im Körper direkt nachweisen zu können. Eine solche Darstellung, in der Fachsprache "molekulare Bildgebung" genannt, lässt sich mit der normalen MRT bislang nicht erreichen.
Dr. Leif Schröder und seinen Kollegen in Berkeley gelang es nun, die MRT zur Untersuchung der Lunge so zu verbessern, dass die Verteilung bestimmter Biomoleküle im Lungengewebe sichtbar wird. Die Wissenschaftler kombinierten dazu zwei Tricks: Sie nutzen zum einen so genanntes hyperpolarisiertes Xenon, dessen Atomkerne großenteils identisch ausgerichtet sind - die Grundvoraussetzung für einen Nachweis per MRT. Der zweite Trick: Die Wissenschaftler koppelten einen Xenon-Biosensor an einen Antikörper, der spezifisch etwa einen Tumormarker aufspürt, der im Körper nachgewiesen werden soll. Dieser Biosensor-Antikörper-Komplex wird dem Patienten injiziert, der Antikörper dirigiert den Xenon-Sensor direkt zum Tumor. Für die Diagnose atmet der Patient das ungiftige Edelgas ein, das sogleich vom Xenon-Biosensor eingefangen und dort sichtbar gemacht wird.
Durch die Hyperpolarisierung des Gases werden die Signale an den Magnetresonanz-Tomographen rund 10.000-fach verstärkt. Die Kombination von Sensor und Verstärkung ermöglicht, auch Moleküle zu erfassen, die im Körper nur in geringen Mengen vorkommen, was bislang nur mit radioaktiven Substanzen möglich war. Die experimentelle Methode, die für einen Einsatz in der Klinik noch weiterentwickelt werden muss, ist hauptsächlich für die Untersuchung der Lunge geeignet.
Dr. Leif Schröder studierte in Heidelberg Physik, promovierte im Deutschen Krebsforschungszentrum und setzte anschließend seine wissenschaftliche Kariere an der Universität von Kalifornien in Berkeley fort.
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