Forschungsprojekt soll Krebs und Alzheimer früher sichtbar machen
Ein gemeinsames Forschungsprojekt des Universitätsklinikums Freiburg und der Universität Straßburg arbeitet an einer neuen Methode, um Krankheiten wie Krebs oder Alzheimer früher und präziser zu erkennen. Ziel ist es, mit Hilfe quantenmechanischer Verfahren die Möglichkeiten der Magnetresonanztomographie (MRT) zu erweitern und biochemische Prozesse sichtbar zu machen, die bislang in der Frühphase einer Erkrankung verborgen bleiben.
Schwere Erkrankungen beginnen häufig lange bevor erste Symptome auftreten. Bereits in diesem frühen Stadium verändern sich im Körper biochemische Abläufe. Diese Veränderungen lassen sich mit herkömmlichen bildgebenden Verfahren meist noch nicht erkennen. Genau hier setzt das Forschungsprojekt mit dem Namen QUANTUM-PRECISION an. Die Wissenschaftler wollen die MRT so weiterentwickeln, dass auch sehr schwache Stoffwechselvorgänge im Körper sichtbar werden und Krankheitsprozesse genauer charakterisiert werden können.
„Mit der quantenverstärkten MRT könnten wir erstmals Prozesse sichtbar machen, die ganz am Anfang einer Erkrankung stehen und bislang im Verborgenen ablaufen. Für Patient*innen wäre damit die Chance verbunden, deutlich gezielter behandelt zu werden“, erklärt Studienleiter Dr. Andreas Schmidt, Physiker in der Klinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie am Universitätsklinikum Freiburg.
Während die klassische MRT vor allem Strukturen von Organen und Geweben abbildet, spielen sich frühe Krankheitsprozesse auf molekularer Ebene ab. Dabei geht es beispielsweise um Veränderungen im Zucker- oder Energiestoffwechsel von Zellen. Das Projekt nutzt hierfür ein quantentechnologisches Verfahren, die sogenannte Hyperpolarisation. Dabei werden Stoffwechselmoleküle wie Pyruvat oder Laktat außerhalb des Körpers in einen Zustand versetzt, in dem sie ein deutlich verstärktes MRT-Signal aussenden.
Nach der Injektion dieser Moleküle kann anschließend verfolgt werden, wie sie im Körper verarbeitet werden. Tumorzellen produzieren beispielsweise besonders viel Laktat, während bei Alzheimer der Energiestoffwechsel der Zellen gestört ist. Solche Muster könnten künftig dabei helfen, Krankheiten früher zu erkennen und Therapien gezielter zu überwachen.
Das Projekt QUANTUM-PRECISION ist Teil der Wissenschaftsoffensive der Trinationalen Metropolregion Oberrhein. Es wird unter anderem von der Europäischen Union im Rahmen des Programms Interreg Oberrhein sowie von der Region Grand Est, dem Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg und dem Ministerium für Wissenschaft und Gesundheit Rheinland-Pfalz kofinanziert. Derzeit befindet sich die Technologie noch in der präklinischen Phase. In den kommenden Jahren soll sie weiterentwickelt und für den Einsatz in der klinischen Praxis getestet werden.