Neue Methode zur Muskelbildgebung

Medizinerinnen und Mediziner am Muskelzentrum der Kinder- und Jugendklinik Erlangen haben ein neues Verfahren angewandt, mit dem sich das Stadium neuromuskulärer Erkrankungen objektiv und zuverlässig abbilden lässt. Am Beispiel der Muskeldystrophie Duchenne (DMD) zeigten sie, dass die multispektrale optoakustische Tomografie (MSOT) der herkömmlichen Bildgebung durch MRT und Ultraschall überlegen ist. Die Ergebnisse wurden im renommierten Fachjournal „Nature Medicine“ veröffentlicht.

Bild: F. Knieling/Uni-Klinikum Erlangen)

Aufnahme mit Ultraschall (schwarz-weiß) und multispektraler opto-aktustischer Tomographie, MSOT, (farbig) im Vergleich: Mit der MSOT lassen sich neue molekulare Gewebemerkmale wie die Zunahme von Bindesgewebe (Collagen, türkis) oder Fett (Lipid, gelb) im Muskel von Patienten mit Muskeldystrophie in Echtzeit erkennen - links ist ein gesunder Muskel zu sehen, rechts ein von Duchenne-Muskeldystrophie betroffener Muskel.
Bild: F. Knieling/Uni-klinikum Erlangen

Einem Team der Kinder- und Jugendklinik und der Medizinischen Klinik 1 des Universitätsklinikums Erlangen sowie des Genzentrums der Ludwig-Maximilians-Universität München ist ein Durchbruch gelungen: In aufwendigen Tests – zunächst an Schweinen, später an betroffenen Patienten – hat die Arbeitsgruppe untersucht, inwieweit sich die multispektrale optoakustische Tomografie (MSOT) für die Darstellung des Muskelumbaus (Muskeldystrophie) eignet. Das Verfahren wurde vor wenigen Jahren an der Technischen Universität München zusammen mit der Firma iThera Medical GmbH entwickelt: Bei der MSOT werden Pulse eines Nahinfrarot-Lasers in das Gewebe gesandt. Dabei entstehen akustische Druckwellen, anhand derer sogenannte Chromophore – körpereigene Farbstoffe – visualisiert werden können. „Wir nutzen die MSOT, um das Kollagen in den Muskeln zu quantifizieren“, erklärt Dr. Adrian Regensburger, Erstautor der Publikation und Forscherkollege von Ferdinand Knieling an der Kinderklinik des Uni-Klinikums Erlangen. Kollagen ist ein zentraler Bestandteil des Bindegewebes – jenes Gewebes also, das die Muskeln im Krankheitsverlauf ersetzt. „Unsere Tests haben gezeigt, dass der gemessene Kollagengehalt sehr stark mit dem Funktionsstatus der Patienten korreliert.“

Mit dem neuen Verfahren können die Medizinerinnen und Mediziner also einen Biomarker nutzen, der bei der herkömmlichen Behandlung und Therapiebeurteilung von Muskelerkrankungen gefehlt hat. Die MSOT ist strahlungsfrei, nicht-invasiv und kommt völlig ohne Kontrastmittel aus – Eigenschaften, die gerade, aber nicht nur bei der Untersuchung von Kindern sehr vorteilhaft sind. Darüber hinaus liefert die Methode Informationen zu molekularen Merkmalen, was mit MRT und Ultraschall nicht möglich ist. Überzogene Erwartungen allerdings dämpft Ferdinand Knieling: „Wir können nicht davon ausgehen, dass der Einsatz optoakustischer Bildgebung die Heilungschancen der DMD verbessert. Allerdings ist das Verfahren geeignet, Muskeldegenerationen bereits im Frühstadium abzubilden, die Wirksamkeit von Medikamenten nachzuweisen und den Krankheitsverlauf objektiv zu begleiten – und das nicht nur bei der DMD, sondern sehr wahrscheinlich auch bei anderen neuromuskulären Erkrankungen.“

Die Pressemeldung der Friedrich-Alexander-Universtität Erlangen-Nürnberg ist hier zu finden: www.fau.de/2019/12/news/wissenschaft/therapien-objektiv-begleiten.

Die Arbeit „Detection of collagens by multispectral optoacoustic tomography as an imaging biomarker for Duchenne muscular dystrophy” kann online gelesen werden: https://www.nature.com/articles/s41591-019-0669-y

Weitere Informationen:

Dr. Ferdinand Knieling
Prof. Dr. Regina Trollmann
Tel. 09131 85 33118

ferdinand.knieling [at] quk-erlangen.de

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