Neue Diagnosemöglichkeiten für Hirnerkrankungen mittels SPECT?

Das Prinzip: Thallium-Ionen werden in Fett-Tröpfchen verpackt und ins Gehirn eingeschleust. Mittels der SPECT-Technologie lassen sich damit gesunde, aktive Nervenzellen von Infarkt-geschädigten Hirnregionen unterscheiden.

Das Projekt wird vom BMBF gefördert und in einem Workshop am 26. Juni in Magdeburg vorgestellt.

In den westlichen Industrieländern ist der Schlaganfall die dritthäufigste Todesursache und häufigster Grund für schwere Behinderungen. Allein in Deutschland erleiden ihn etwa 250.000 Menschen jährlich. Lässt sich der Verlust von Nervenzellen beim Schlaganfall aufhalten?

Der Einsatz schützender Substanzen mit dem Ziel, minderdurchblutete Hirnareale vor dem Zelltod zu bewahren und dem fortschreitenden Zellverlust entgegenzuwirken, erwies sich bisher als kaum erfolgreich. Hierzu bedarf es einer sicheren Diagnose, inwieweit rettbares Gewebe vorhanden ist. Darüber hinaus benötigt die Medikamentenentwicklung ein nicht-invasives Verfahren zur Bestimmung des Erfolges einer pharmakologischen Intervention.

Ergänzend zu computertomographischen (CT) und Magnet-Resonanz-Tomographie(MRT)-Untersuchungen könnte zu diesem Zweck der direkte Einblick in den Nervenzellstoffwechsel entscheidende Zusatzinformationen liefern. Dies ist möglich mit der sogenannten Single photon emission computed tomography (SPECT).

Bei SPECT-Untersuchungen werden den Patienten winzige Mengen radioaktiver Substanzen, sogenannte Radiopharmaka oder Radiotracer, injiziert, deren Verteilung mit hochempfindlichen Tomographen gemessen und als dreidimensionales Bild sichtbar gemacht wird.

Aus der Art und Weise, wo und wie schnell sich bestimmte Moleküle im Körper anreichern oder wieder ausgeschieden werden, lassen sich wertvolle Schlüsse auf Krankheitsvorgänge ziehen. Die Diagnostik von Hirnerkrankungen mit diesem Verfahren stößt allerdings auf besondere Schwierigkeiten, da nicht alle Radiopharmaka durch die Blut-Hirn-Schranke ins Gehirn eindringen können.

Kürzlich gelang es den Teams von Prof. Klaus Reymann und Prof. Henning Scheich vom Magdeburger Leibniz-Institut für Neurobiologie, einen bereits aus der Herzdiagnostik bekannten Tracer, das Isotop Thallium-201 ins Gehirn einzuschleusen. Wie Dr. Jürgen Goldschmidt und Dr. Ulrich Schröder berichten, konnte mit Hilfe einer chemischen Verpackung, einem lipophilen Komplex, Thallium durch die abdichtenden Zellmembranen der Blut-Hirn-Schranke geschleust werden.

Thallium-Ionen verhalten sich biologisch sehr ähnlich wie die körpereigenen Kalium-Ionen. Je aktiver Zellen sind, um so intensiver ist auch ihr Kalium-Umsatz, und um so mehr steigt auch die Thallium-Aufnahme. Umgekehrt können geschädigte oder abgestorbene Zellen nur noch wenig oder kein Thallium mehr aufnehmen. In ihren Untersuchungen an einem tierexperimentellen Schlaganfall-Modell konnten die Magdeburger Forscher inzwischen die Abhängigkeit der Thallium-Aufnahme vom Grad der Schädigung an einzelnen Nervenzellen mikroskopisch nachweisen.

Auf dem inzwischen zum Patent angemeldeten Verfahren aufbauend wird nun versucht, die Aktivität der Nervenzellen anhand der Thallium-Verteilung nicht-invasiv mittels der SPECT-Technologie im gesamten Gehirn darzustellen. Die Untersuchungen erfolgen im Rahmen einer kürzlich abgeschlossenen Kooperationsvereinbarung gemeinsam mit Prof. Jens Ricke und Oliver Großer aus der Klinik für Radiologie vom Universitätsklinikum Magdeburg.

Mit HiTech-Tomographen der neuesten Generation sind Untersuchungen an Kleintieren, insbesondere also Labormäusen und -ratten, mit einer räumlichen Auflösung möglich geworden, die sich mikroskopischen Dimensionen nähert. Ein solcher leistungsfähiger Kleintier-SPECT/CT-Scanner der Göttinger Firma SCIVIS- ist jetzt am Magdeburger Leibniz-Institut für Neurobiologie in Betrieb genommen worden.

Er eröffnet den Magdeburger Wissenschaftlern neue Wege zur tierexperimentellen Untersuchung diagnostischer und therapeutischer Ansätze des erkrankten Hirns. Diese tierexperimentelle Abklärung der Möglichkeiten des neuen Verfahrens und dessen spätere Umsetzung für die Humanmedizin ist Gegenstand eines Forschungsprojektes, welches durch das Bundesforschungsministerium (BMBF) gefördert wird.

Am 26. Juni 2008 erfolgt im Rahmen eines Workshops zur Anwendung dieser Technologie für Untersuchungen von Hirnerkrankungen auch die offizielle Einweihung des neuen Labors.

Ansprechpartner für Redaktionen:
Prof. Klaus Reymann
Leibniz-Institut für Neurobiologie Magdeburg
Tel. 0163/6275600
e-mail: reymann@ifn-magdeburg.de