Dr. Leif Schröder und Dr. Stephan Pritz entwickeln ein neues Kontrastmittel für MRT

Die Magnetresonanz-Tomographie (MRT) ist eine Methode, um Krankheiten zu diagnostizieren und Therapieverläufe zu überwachen. Sie erzeugt Schnittbilder des menschlichen Körpers, ohne schädigende Strahlung zu benutzen. Dabei werden typischerweise die Wassermoleküle des Gewebes einem starken Magnetfeld ausgesetzt. Allerdings ist die MRT sehr unempfindlich und braucht eine hohe Konzentration an Molekülen, um ein verwertbares Signal aufzunehmen. Zur Verbesserung der Diagnostik werden oft Kontrastmittel eingesetzt, um bestimmte krankhafte Veränderungen deutlicher darstellen zu können. Die bislang üblichen Kontrastmittel führen nicht zu den gewünschten Ergebnissen, sodass aus der Zellbiologie bekannte Marker in der Bildgebung nicht aufgespürt werden. Dr. Leif Schröder will das ändern und arbeitet mit seinem Team am Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) seit einiger Zeit daran, ein neues Kontrastmittel zu entwickeln, das zelluläre Veränderungen, etwa bei Krebs, schon in sehr geringer Konzentration nachweisen kann.

Dieses neue Kontrastmittel basiert auf dem Edelgas Xenon. Die Forschungsgruppe benutzt hierzu ein Verfahren mit starken Lasern, bei dem das Xenon künstlich magnetisiert wird und dann bereits in geringen Mengen messbare Signale erzeugt. Um erkranktes Gewebe aufzuspüren, muss das für den Organismus ungefährliche Xenon kurzzeitig daran gebunden werden. Die Bindung erfolgt mittels modifizierter Peptide, die wiederum an „Käfig-Moleküle“ gekoppelt sind. Dabei, diese Bindung zu realisieren, half die Biosyntan GmbH auf dem Campus Berlin-Buch weiter: Geschäftsführer Dr. Stephan Pritz kennt das FMP, seit er dort promoviert hat. Die Expertise seiner Firma für hochspezialisierte Peptidsynthesen und die räumliche Nähe auf dem Campus waren ausschlaggebend für die Kooperation. Um das gewünschte biochemische Verhalten des neuartigen Sensors zu erzielen und ihn chemisch so zu gestalten, dass ein modifiziertes Peptid angeknüpft werden konnte, war von Anfang an ein intensiver Austausch nötig – und der Weg ins benachbarte Labor nicht weit.

Während der Entwicklung galt es zudem, Kontrollexperimente durchzuführen, um sicher zu gehen, dass der Sensor tatsächlich funktioniert und auszuschließen, dass keine anderen Mechanismen für die Bindung sorgen. Dafür wurden Peptide als zwei verschiedene Sensoren konzipiert – als neuer, hochspezifischer Sensor und als unspezifisches Peptid, das keine Interaktion eingeht. Potenziell mögliche, aber unerwünschte Wechselwirkungen wurden im Vorfeld provoziert, um sie beim Einsatz des Sensors ausschließen zu können.
Das ehrgeizige Ziel, die Xenon-MRT künftig als eine Art Biopsie-Ersatz am Menschen einzusetzen rückt näher. Gleichzeitig kann die Entwicklung einer nicht-invasiven Technologie schon bald einen Beitrag zu den Berliner Bemühungen leisten, die Tierversuchszahlen in der medizinischen Forschung weiter zu senken.