04.09.2023

Frühere Diagnose von Nierenerkrankungen und Krebs durch MRT-Bildgebung des pH-Werts

Den pH-Wert im Körper sichtbar zu machen, könnte helfen, Diagnosen für Nierenerkrankungen und Krebs früher und genauer zu stellen und schneller zu beurteilen, ob eine Therapie anschlägt. Bisher fehlt jedoch die Möglichkeit, dies im klinischen Alltag nicht-invasiv zu messen. Forschende der Technischen Universität München (TUM) haben ein Molekül für die Bildgebung mit Magnetresonanztomographie identifiziert mit dem sie das Säure-Basen-Verhältnis in Nieren und Tumoren darstellen können. Das Molekül kommt in der Natur in Tulpen vor und hat nach ersten Erkenntnissen deutliche Vorteile gegenüber bislang erprobten Substanzen.

Prof. Franz Schilling und Rudolf Mößbauer in weißen Kitteln halten gemeinsam ein Molekülmodel

„Bei Tumoren korreliert die Aggressivität, also das Potenzial eines Tumors sich auszubreiten und den Körper weiter anzugreifen, oft stark mit einem veränderten Stoffwechsel. In der Umgebung von Tumorzellen kann das Gewebe sehr stark angesäuert sein. Dies hilft ihnen, sich gegen gesunde Zellen durchzusetzen und weiter zu wachsen“, sagt Franz Schilling, Professor für Biomedizinische Magnetresonanz. Um solche Auswirkungen von Stoffwechselprozessen im Körper sichtbar und messbar zu machen und so für die Diagnostik nutzen zu können, arbeiten er und sein Team an Molekülen, welche die Bildgebung des pH-Wertes im Körper ermöglichen.

Nun haben die Forschenden ein Molekül namens Z-OMPD für die MRT-Bildgebung identifiziert, das sie im Labor herstellen können. Dieses zeigt in Versuchen mit Mäusen und Ratten besonders gute Eigenschaften für die Bildgebung. Um es im MRT sichtbar zu machen, wird es an zwei Stellen mit Kohlenstoff-13 markiert. Anders als der deutlich häufiger vorkommende Kohlenstoff-12 ist Kohlenstoff-13 magnetisch und erzeugt ein Signal im MRT. Da dieses jedoch nur schwach ist, wird es noch in einem Prozess verstärkt, der Hyperpolarisation genannt wird. Kohlenstoff-13 ist nicht radioaktiv und erzeugt keine Strahlenbelastung für Patient:innen.

Weitere Informationen

Hintergrund MIBE

Prof. Franz Schilling ist Rudolf Mößbauer Tenure Track Assistant Professor am Klinikum rechts der Isar der TUM und Principal Investigator am Munich Institute of Biomedical Engineering (MIBE), einem integrativem Forschungsinstitut der TUM. Am MIBE entwickeln und verbessern Forschende aus der Medizin, den Natur- und Ingenieurwissenschaften und der Informatik gemeinsam Verfahren zur Prävention, Diagnose und Behandlung von Krankheiten. Die Aktivitäten reichen von der Untersuchung grundlegender wissenschaftlicher Prinzipien bis zu deren Anwendung in medizinischen Geräten, Medikamenten oder Computerprogrammen.

Das Projekt wurde gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des Sonderforschungsbereichs SFB824, durch das Junge Kolleg der Bayerischen Akademie der Wissenschaften, durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 der Europäischen Union und durch das Programm „Quantum Technologies – from Basic Research to Market“ / „QuE-MRT“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF).