Schlaganfall: Verfeinerte Bildgebung zum Nachweis von Stammzellen

Pressemitteilung vom 16.05.2013
Leipziger Neuroradiologen haben eine Technik entwickelt mit der es gelingt, die Ansiedlung von Stammzellen bildlich darzustellen. Die vornehmlich technisch ausgerichtete Arbeit zeigt, wie sensibel die Magnetresonanztomographie (MRT) für den Nachweis von Stammzellen ist, die vorher mit kleinen Eisenpartikeln markiert wurden. Die Ergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift PLoS ONE veröffentlicht.

Bildlichen Darstellungen kommt bei der Erforschung neuer Schlaganfalltherapien eine wichtige Rolle zu. "Uns ging es darum", erläutert Prof. Karl-Titus Hoffmann, Ordinarius für Neuroradiologie an der Universität Leipzig, "ein Bildgebungsverfahren zu finden, das geeignet ist, den Effekt von regenerativen Therapien darzustellen. Nach wie vor liegt das Augenmerk auf der Akutbehandlung, also darauf, möglichst zeitnah das ursächliche Blutgerinnsel aus Hirngefäßen zu entfernen. Meiner Meinung nach ist die Therapie am bereits geschädigten Hirngewebe dagegen bis heute nicht befriedigend gelöst." Ein Weg führt dabei über Stammzellen. Die universitäre Neuroradiologie kooperiert seit langem mit dem Leipziger Fraunhofer Institut für Zelltherapie und Immunologie, das erfolgreich auf diesem Gebiet forscht. Hier wurden Stammzellen mit Nano-Eisenpartikeln (Fachbegriff: VSOP für very small iron oxide particles) markiert, um sie dann einem Organismus, in diesem Fall einem Schaf, in großer Zahl über die Blutbahn zuzufügen.

Bei der MRT-Bildgebung machten sich die Wissenschaftler zunutze, dass die Eisenpartikel bei ihrer Abbildung für eine Signalauslöschung, eine Art schwarzen Fleck, sorgen. Dieser Effekt wird sogar multipliziert, weil die Signalauslöschung größer als die markierte Zelle ist und so besonders gut sichtbar wird. Dr. Donald Lobsien von der Abteilung für Neuroradiologie der Universitätsklinik Leipzig: "Wir haben dazu eine Messtechnik verwendet, die für die Eisenpartikel in dieser Form bisher nicht genutzt wurde. Die Darstellung über den Trick der Signalauslöschung ist im Ergebnis hochauflösender, deutlich sensitiver und erfordert eine kürzere Untersuchungszeit als herkömmliche Techniken." Die Grenze, ab der eine Anreicherung nachweisbar wurde, lag in den Experimenten bei der sehr geringen Anzahl von 500 markierten Stammzellen. "Diese Arbeit liefert Grundlagenwissen", so Hoffmann, "das später auf den Menschen übertragen werden soll. Deshalb war es jetzt notwendig, die Bedingungen fortzuentwickeln vom Mikroskop im Labor auf größere Körper, ähnlich einer menschlichen Untersuchung. Das ist uns gelungen."

Stammzellen aus dem Knochenmark sind offenbar in der Lage, entweder aus der Entfernung positive Effekte auszulösen oder gezielt zu geschädigtem Nervengewebe beispielsweise im Gehirn zu wandern, um krankhaften Prozessen entgegen zu wirken. Die Forschung dazu dauert aktuell noch an. Eine Möglichkeit den Weg von Stammzellen zu verfolgen, sind die Eisenpartikel. In der nun veröffentlichten Arbeit gibt es erste Anzeichen, dass ein Stammzellennachweis direkt im vom Schlaganfall betroffenen Gehirn möglich erscheint.

Fachveröffentlichung:
Imaging of VSOP Labeled Stem Cells in Agarose Phantoms with Susceptibility Weighted and T2* Weighted MR Imaging at 3T: Determination of the Detection Limit, in PLoS ONE
doi: 10.1371/journal.pone.0062644

Diana Smikalla