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Radiologie 6. September 2006

Die Moleküle zum Leuchten bringen

Die „molekulare Bildgebung“ machte in letzter Zeit viel von sich reden. Dieses Verfahren ermöglicht die Abbildung von Molekülen bis hin zu Stoffwechselvorgängen in Geweben. Dabei handelt es sich längst nicht mehr um rein wissenschaftliche Spielereien, die Anwendung findet bereits in der klinischen Praxis statt.

Die molekulare Bildgebung wird als In-vivo-Charakterisierung und Detektion biologischer Prozesse auf zellulärer und molekularer Ebene definiert. „Visionäres Ziel ist, Moleküle und Gewebsbausteine so rasch wie möglich aufzuspüren, indem man sie ‚zum Leuchten’ bringt“, erklärt Prof. Dr. Thomas Helbich, Univ.-Klinik für Radiodiagnostik, AKH Wien, im Gespräch mit FOKUS RADIOLOGIE die neue Technologie. „Diese Technik lässt sich getrost als revolutionär bezeichnen.“ Die wichtigsten bildgebenden Verfahren beim molekularen Imaging stellen die Magnetresonanz, die optische Bildgebung und die PET – in Kombination mit MRT oder CT – dar.

Welche Trends zeichnen sich ab?
Helbich: Das molekulare Imaging hat in den letzten Jahren für Aufsehen gesorgt, war Thema vieler radiologischer Veranstaltungen und Diskurse. Bereits die bisherigen Ergebnisse übertrafen unsere Erwartungen. In nächster Zeit können wir mit Entwicklungen rechnen, die unsere radiologische Arbeit stark prägen werden. Ein neuer Wissenschaftszweig wird sich etablieren und die molekulare Bildgebung mittelfristig auch in der täglichen Krankenhausroutine Fuß fassen. Dies gilt nicht nur für die Bildgebung, auch eine Reihe neuer therapeutischer Möglichkeiten sind zu erwarten.

Wird diese Weiterentwicklung auch die Zusammenarbeit mit anderen Fachrichtungen tangieren?
Helbich: Tatsächlich stellt das molekulare Imaging ein interdiszi­plinäres Fachgebiet dar, in dem Radiologen, Pharmakologen, Molekularbiologen, Neurologen und Nuklearmediziner eng zusammenarbeiten. Mit diesem „Translational Research“, bei dem wissenschaftliche Erkenntnisse in wirksame klinische Anwendungen für die Patienten umgesetzt werden, lassen sich neue Felder für die Therapie bislang schwierig zu behandelnder Erkrankungen eröffnen.

Welche Bereiche der molekularen Bildgebung sind nicht mehr bloß Zukunftsmusik?
Helbich: Wir können bereits eine Reihe von Erkenntnissen im klinischen Alltag umsetzen. So sind die Detektion krankhafter Veränderungen in sehr frühen Stadien oder ein verbessertes Staging onkologischer und entzündlicher Erkrankungen heute schon möglich. Die Entwicklung neuer, zielgerichteter Medikamente ist im Laufen. Wir sind auch in der Lage, Zellen und deren kleinste Strukturen mit unterschiedlichen Technologien darzustellen sowie die Veränderung der Tumorangiogenese zum Monitoring maligner Prozesse heranzuziehen. Durch MRT und PET lassen sich Stoffwechselveränderungen sowohl quantitativ als auch qualitativ darstellen. Auch die optische Bildgebung ist im Vormarsch. Die molekulare Bildgebung ist somit mehr als nur eine wissenschaftliche Spielerei. Sie ist breit gefächert und bei weitem nicht mehr nur in der rein experimentellen Forschung zu Hause.

Welche Vorteile bringt die Kombination von Positronen-Emissions-Tomographie und Computer-Tomographie?
Helbich: Durch die Fusion beider bildgebender Verfahren können die Nachteile minimiert und die Vorteile hervorgehoben werden. Die PET zeichnet sich durch ihre hohe Sensitivität aus. Durch den Tracer-Nachweis gelingt es, funktionelle biochemische Effekte zu zeigen. Allerdings ist die Darstellung unscharf und rauschig. Durch die hohe räumliche Auflösung der CT kann eine topografische Zuordnung erfolgen und kleinste Regionen exakt wiedergeben werden. So ergänzen sich die beiden Modalitäten hervorragend.

Sind in naher Zukunft weitere Anwendungsbereiche denkbar bzw. zu erwarten?
Helbich: Als wichtiges Ziel wäre das Monitoring der Gentherapie zu nennen. Für Bereiche wie Stammzelltherapie, Tumorimpfung, Bestimmung der Tumorangiogenese und Onkogenaktivität können effiziente Überwachungssysteme entwickelt werden. Bei der MRT ist die Entwicklung intelligenter Kontrastmittel ein aktueller Ansatz. Die Substanzen aktivieren ihre Wirkung erst bei Interaktion mit einer spezifischen Substanz im Gewebe. Nur wenn ein bestimmtes Enzym, ein bestimmter Rezeptor oder Antikörper vorliegt, wird der Bereich sichtbar. Ein neues und elegantes Verfahren konnten wir mit der optischen Bildgebung dazugewinnen. Bei der Biolumineszenztechnik oder dem Infrarot-Imaging können bestimmte Kontrastmittel, die Fluorochrome, einerseits durch die Änderung ihrer Konformation, ihrer Proteaseaktivität oder durch die Bindung an ein Trägermolekül zum Leuchten gebracht werden. Wir arbeiten hier auf subzellulärer Ebene: Proteine werden krank - schon beginnen sie zu leuchten.

Wie sieht es mit der ökonomischen Vertretbarkeit aus?
Helbich: Das visionäre, jedoch durchaus realistische Ziel einer extrem frühen Diagnostik verschiedener Krankheitsprozesse durch das molekulare Imaging rechtfertigt einen finanziellen Mehraufwand in der Anfangsphase. Entdecken wir Tumore in frühen Stadien, so bedeutet dies ein geringeres Maß an invasiv durchzuführenden Eingriffen. Wir werden eine geringere Mortalität beobachten und insgesamt weniger therapeutische Maßnahmen zugunsten gezielter Behandlungen benötigen. Die molekulare Bildgebung könnte tatsächlich ermöglichen, ohne Strahlenbelastung eine exakte Diagnostik zu betreiben, die einen verborgenen, krankhaften Prozess zeigt.

Wird sich diese Diagnostik allein auf Spezialzentren beschränken oder ist eine flächendeckende Versorgung in Österreich zu erwarten?
Helbich: Der Markt wird sich nach Angebot und Nachfrage richten. Langfristig können diese Techniken sicher auch im niedergelassenen Bereich vorhanden sein. Bis dahin sind eher die Spezialzentren damit befasst.

Wie kann mittels molekularem Imaging das „Tissue Engeneering“ ermöglicht werden?
Helbich: Natürlich profitiert auch das Tissue Engeneering von der molekularen Bildgebung. Wenn wir Zellen für den Organeinbau züchten, wollen wir wissen, ob die implantierten Zellen auch tatsächlich aufgenommen oder abgestoßen werden. Mit zuvor manipulierten Knorpelzellen lässt sich etwa ein erfolgreicher Einbau über ein hochauflösendes MR kontrollieren.

Welche therapeutischen Optionen bietet das molekulare Imaging etwa in der Onkologie?
Helbich: Die frühzeitige Detektion von Erkrankungen, die wir mit molekularem Imaging erzielen können, macht erst Sinn, wenn wir auch therapeutische Optionen haben. Im Rahmen onkologischer und entzündlicher Prozesse lässt sich die Technik heute bereits anwenden. Zytostatika können rezeptorgesteuert – mittels Liposomen – ins Zielgebiet gebracht werden. So lassen sich beispielsweise auch chronische rheumatische Erkrankungen über die Wirkung an den Targetzellen behandeln.

Welchen Wunsch haben Sie als Anwender der Technologie an die Industrie?
Helbich: Die Industrie hat bei dieser Entwicklung stets rasch und kooperativ agiert - sowohl im Bereich der Kontrastmittel als auch in der Hardwareentwicklung. Viele Firmen haben die Bedeutung der molekularen Bildgebung für die Zukunft erkannt, entsprechend zufrieden stellend und fruchtbringend gestaltet sich die Zusammenarbeit.

Ist durch eine breite Berichterstattung über das molekulare Imaging mit einer nicht zu bewältigenden Anzahl dafür zugewiesener Patienten zu rechnen?
Helbich: Diese Befürchtung habe ich nicht. Die Zuweisungen sind schon jetzt sehr spezifisch und weisen meist eine entsprechende Indikation auf. Dazu beigetragen hat sicher die „Orientierungshilfe Radiologie“, die von der Österreichischen Röntgen-Gesellschaft und der Bundesfachgruppe Radiologie wurde. Diese heimische Innovation ist äußerst hilfreich und für die EU beispielhaft. Auch für das molekulare Imaging wird es entsprechende Indikationsstellungen geben.

Dr. Ronny Teutscher, Ärzte Woche 7/2001

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