Erste Experimente mit Magnetic Particle Imaging sind für 2013 geplant

Hamburg. Nur zwei Geräte waren bundesweit zu vergeben - jetzt steht die Entscheidung fest: Einen der beiden Prototypen für das sogenannte Magnetic Particle Imaging (MPI) wird das Universitätsklinikum Eppendorf erhalten. Außerdem bekommt die Einrichtung vier Millionen Euro Fördergeld von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), um die neue Bildgebungsmethode in den kommenden zwei Jahren zunächst im Tierversuch zu testen.

"Das ist ein großer Erfolg für Hamburg", sagt Prof. Gerhard Adam, Direktor der Klinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie am UKE. Er hatte bei der DFG die Bewerbung eingereicht. Neben dem Uniklinikum sind auch das Institut für Physikalische Chemie der Universität Hamburg und das Heinrich-Pette-Institut an dem Projekt beteiligt. Im Sommer 2013 wollen die Wissenschaftler mit den ersten Experimenten beginnen. Der zweite Prototyp geht an die Charité in Berlin.

Um die Vorteile des MPI zu verstehen, muss man sich zunächst klarmachen, wie die seit Jahren eingesetzte Magnetresonanztomografie (MRT) funktioniert. Bei der MRT regt ein starkes Magnetfeld im Körper Wasserstoffprotonen an, deren Bewegungen sich auf Schnittbildern abbilden lassen. Man sieht dann etwa den Quer- oder Längsschnitt einer Arterie oder des Kniegelenks. Für bestimmte Untersuchungen mit der MRT, etwa, um Tumoren in der Leber sichtbar zu machen, spritzen Ärzte dem Patienten als Kontrastmittel Eisenoxid-Nanopartikel. Diese Teilchen werden von Fresszellen vertilgt, vor allem im gesunden Gewebe der Leber. Weil Tumoren keine Fresszellen enthalten, erscheint das gesunde Gewebe - magnetisch verändert durch die Eisenoxidpartikel - bei einer Aufnahme im Magnetresonanztomografen dunkel, der Tumor erscheint hell. Die MRT misst also grundsätzlich Signale durch Gewebe, das durch Nanopartikel verändert ist, und normales Gewebe.

Nutzt man nun Eisenoxid-Nanopartikel für Gefäßuntersuchungen, erfasst die MRT zwar die Signale der Eisenoxidpartikel im Blut, aber auch die Signale des umliegenden Gewebes; es kommt also immer zu Überlagerungen. "Das ist so, als würde man in eine Glasröhre blaue Tinte geben. Eigentlich will man nur die Tinte messen, doch der Blick wird durch das Glas verzerrt", erläutert Gerhard Adam. Dieses Problem löst das Magnetic Particle Imaging, weil es nur die Signale der Eisenoxidpartikel misst. So lässt sich allein der Gefäßinnenraum abbilden, ohne das umliegende Gewebe. "Auf diese Weise werden wir wahrscheinlich exakte Durchflussvolumenbestimmungen durchführen können", sagt Adam.

Vor allem Gefäßverengungen wollen die Forscher so untersuchen, aber auch bei der Diagnose von Tumoren könnte die neue Methode zum Einsatz kommen. Schon jetzt lassen sich Eisenoxidpartikel im Labor an bestimmte Antikörper koppeln. Spritzt man die Partikel ins Blut, docken sie an den Antigenen (speziellen Eiweißstoffen) von Tumoren an. Bei der MRT kommt es dabei zu den beschriebenen Störsignalen durch umgebendes Gewebe, sodass relativ viele Eisenoxidpartikel nötig sind, um einen Tumor grob zu lokalisieren. Das MPI hingegen registriert nur die Signale der Partikel. Deshalb ließen sich Tumoren wahrscheinlich mit weniger Teilchen genauer lokalisieren.

Ob all das tatsächlich funktioniert, sollen zunächst Tierversuche zeigen. "Wenn wir dann nennenswerte Zusatzinformationen enthalten, könnten bald auch MPI-Scanner für die Diagnose beim Menschen entwickelt werden", sagt Gerhard Adam.

(mha)