Präzise metabolische Kartierung mit MRT
Metabolische Biomarker dienen als dynamische Indikatoren für die Zellaktivität, den Energiehaushalt und den allgemeinen biochemischen Zustand der Zellen. Im Gegensatz zu morphologischen Biomarkern, die mit herkömmlichen bildgebenden Verfahren gewonnen werden, bieten diese Marker Einblicke in den Funktionszustand von Organen und Geweben in Echtzeit. Die Überwachung von metabolischen Biomarkern ist in der Medizin von größter Bedeutung, da sie sich durch Therapien oder den Ausbruch von Krankheiten schnell verändern. Diese dynamische Reaktionsfähigkeit bietet eine einzigartige Gelegenheit, die Wirksamkeit von Behandlungen zu bewerten, wodurch klinisches Fachpersonal umgehend fundierte Entscheidungen treffen kann, die Personen möglicherweise vor unwirksamen oder schädlichen Eingriffen bewahren.
Leistungsfähigkeit der Hochfeld-MRT ausnutzen
Ziel des EU-finanzierten Projekts NICI ist es, das Potenzial neuer Geräte für die Magnetresonanztomographie (MRT) mit einer Magnetfeldstärke von 7 Tesla zu nutzen, um tiefgreifende Einblicke in die Metabolomik des gesamten menschlichen Körpers zu erhalten. Herkömmliche MRT-Geräte arbeiten mit 1,5 oder 3 Tesla, aber der technische Fortschritt hat zur Entwicklung höherer Feldstärken wie 7 Tesla geführt. Die erhöhte Magnetfeldstärke in diesen Systemen bietet mehrere Vorteile, darunter eine hohe Auflösung und eine bessere funktionelle Bildgebung. Im Vergleich zur Positronen-Emissions-Tomographie-CT, das am häufigsten zur Überwachung der Glukoseaufnahme im Körper verwendet wird, bietet die metabolische MRT einen deutlichen Vorteil. Sie gestattet den gleichzeitigen Nachweis mehrerer Metaboliten, ohne dass radioaktive Tracer benötigt werden, und bietet so einen sichereren und umfassenderen Ansatz für die Bildgebung.
Stoffwechselaktivität im menschlichen Körper kartieren
Zu den wichtigsten Projektergebnissen gehört die erfolgreiche Integration von Hochfrequenz-Hardware in bestehende MRT-Systeme mit 7 Tesla, wodurch metabolische MRTs ohne zusätzlichen Platzbedarf möglich sind. Diese Komponente ist für das Senden und Empfangen von Hochfrequenzsignalen während des Bildgebungsverfahrens verantwortlich. Wichtig ist, dass diese Integration die Durchführung von metabolischen MRTs ohne zusätzlichen Platzbedarf erlaubt, was die Anpassungsfähigkeit der Technologie unterstreicht. Dieser Fortschritt ermöglichte die Darstellung von Phosphor (31P) enthaltenden Metaboliten wie Phosphomonoestern und Phosphodiestern in großen Organen wie der Leber. Dieser Durchbruch hilft, das Fortschreiten von Lebererkrankungen und das Ansprechen auf eine Therapie zu überwachen. Durchführbarkeitsstudien bei Betroffenen bestätigten außerdem den Nachweis erheblicher metabolischer Veränderungen bei Lungenkarzinom nach palliativer Chemotherapie und/oder Strahlentherapie. „Die metabolische Kartierung im gesamten menschlichen Körper mit hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit ist die wichtigste Errungenschaft des Projekts NICI“, betont Projektkoordinator Dennis Klomp.
Die nächsten Ziele
Das Ziel des Projekts NICI für die Zukunft lautet, seine Technologie und seinen Ansatz in anderen Organen zu validieren, und zwar in Bereichen, die über hepatische metastatische Läsionen hinausgehen. Die Vielseitigkeit des NICI-Ansatzes ist vielversprechend für die Erkennung von Stoffwechselsignaturen in der Kardiologie, Orthopädie, Pädiatrie und Radiologie. Es ist geplant, Software für metabolische Bildgebung für alle Plattformen bereitzustellen, was das Engagement des Projekts für die Schaffung einer kollaborativen Gemeinschaft durch die Sammlung von frei zugänglichen Instrumenten unterstreicht. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass aus dem Projekt NICI eine bahnbrechende Innovation in der medizinischen Bildgebung hervorgeht, die die Diagnostik neu gestalten, die Patientenversorgung verbessern und unser Verständnis der komplizierten chemischen Prozesse im menschlichen Körper vertiefen wird.
Schlüsselbegriffe
NICI, Tesla, MRT-Gerät, metabolische Biomarker, PET-CT, Phosphor, Lebererkrankung, Lungenkarzinom
