Fumarat ist Bestandteil des natürlichen Energiestoffwechsels in jeder Zelle und somit physiologisch unbedenklich. Im hyperpolarisierten Zustand liegt das Molekül in einem besonders langlebigen Spin-Zustand vor. Dieses magnetisch aktivierte Fumarat können wir zwar per Kernspinresonanz (NMR) i nicht sehen, wohl aber das Malat, zu dem es verstoffwechselt wird, wie die Chemikerin Kerstin Münnemann, Universität Kaiserslautern, erklärt.
Bislang zu teuer
Mit Forschenden des Helmholz-Instituts hat sie nun das Verfahren über praktische Versuche in lebenden Zellen bis hin zur Bildgebung weiterentwickelt. „Hyperpolarisation kommt heute zwar schon bei MRT-Untersuchungen in einigen besonders gut ausgestatteten Laboren und Kliniken zum Einsatz. Bislang war die Methodik aber sehr kostenintensiv, was den breiteren Einsatz verhindert“, sagt sie.
Verfeinerte Hyperpolarisationstechnik
Hyperpolarisation über Parawasserstoff zu erzeugen, ermögliche dagegen den gesamten Prozess in wesentlich kürzerer Zeit und mit wesentlich geringeren Kosten durchzuführen. Mit dieser verfeinerten Hyperpolarisationstechnik, die nicht nur auf einem natürlich im Körper vorkommenden Molekül beruht, sondern auch empfindlicher und zugleich schneller und kostengünstiger ist, haben die Forschenden um Münnemann jetzt den Grundstein dafür gelegt, dass stoffwechselbasierte NMR breiter und sicherer für die medizinische Diagnostik zugänglich wird. „Damit ist es beispielsweise möglich sterbende Tumorzellen im Rahmen einer Krebstherapie sichtbar machen – bevor der Tumor überhaupt anfängt zu schrumpfen“, erläutertdie Chemikerin. Für ihre Forschungen erhielt das Team nun den mit bis zu 50.000 Euro dotierten Erwin-Schrödinger-Preis.
Quelle: Universität Kaiserslautern/Helmhotz
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